thiết kế chế tạo mô hình hệ thống ứng dụng plc điều khiển hệ thống đột lỗ tự động

Sự xuất hiện hàng loạt các công nghệ mũi nhọn như kỹ thuật linh hoạt Agile engineering, hệ thống điều hành sản xuất qua màn hình Visual Manufacturing, kỹ thuật tạo mẫu nhanh Rapid Protot

TÍNH TÓAN CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHO

Trong những năm gần đây, các nước có nền công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi tự động hoá trong sản xuất loạt nhỏ Điều này phản ánh xu thế chung của nền kinh tế thế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn

và hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ và hàng khối thay đổi Nhờ các thành tựu to lớn của công nghệ thông tin và các ngành khoa học khác, ngành công nghiệp gia công cơ của thế giới trong những năm cuối của thế kỷ 20 đã có sự thay đổi sâu sắc Sự xuất hiện hàng loạt các công nghệ mũi nhọn như kỹ thuật linh hoạt (Agile engineering), hệ thống điều hành sản xuất qua màn hình (Visual Manufacturing), kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) và công nghệ Nanô đã cho phép thực hiện tự động hoá toàn phần không chỉ trong sản xuất hàng khối mà cả trong sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc

Chiếc máy tự động đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp

do một thợ cơ khí người nga, ông Pônzunôp chế tạo vào năm 1765

1 Sơ lược về lịch sử của nghành sản xuất tự động

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

I

 Chính sự thay đổi nhanh của sản xuất đã liên kết chặt chẽ công nghệ thông tin với công nghệ chế tạo máy.

 Làm xuất hiện hàng loạt các thiết bị và hệ thống tự động hoá hoàn toàn mới như các loại máy điều khiển số, các trung tâm gia công, các hệ thống điều khiển bằng lôgic PLC, các hệ thống sản xuất linh hoạt FMS…

 Ngày nay, tự động hóa là yêu cầu không thể thiếu đối với bất kỳ hệ thống sản xuất nào

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

I

1 Sơ lược về lịch sử của nghành sản xuất tự động

 Ngày nay, tự động hóa là yêu cầu không thể thiếu đối với bất kỳ hệ thống sản xuất nào

 Tự động hóa cho phép giảm tối đa sức lao động của con người, nâng cao tốc độ sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm, qua đó giảm giá thành sản phẩm Ngoài ra, trong một số lĩnh vực đặc biệt, máy móc tự động là lựa chọn hàng đầu, ngay cả bản thân con người cũng không thể thay thế được

 Ngành sản xuất tự động hiện đại đã và đang thể hiện vai trò của mình trong tất cả các lĩnh vực sản xuất, từ các lĩnh vực yêu cầu sản xuất hàng loạt như sản xuất hàng tiêu dùng, thực phẩm, máy móc, thiết bị, linh kiện điện tử, … đến các lĩnh vực yêu cầu cao về công nghệ, kỹ thuật như hàng không, hàng không vũ trụ, quân sự, …

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

I

1 Sơ lược về lịch sử của nghành sản xuất tự động

 Ở các nước có trình độ phát triển cao, tự động hóa trong sản xuất gần như đã đi vào sự hoàn hảo Việc can thiệp của con người vào hệ thống sản xuất tự động là rất ít

 Đặc biệt có những dây chuyền sản xuất chỉ cần một người

để khởi động và dừng hệ thống

 Con người được giải phóng khỏi việc lao động tay chân, tuy nhiên, quá trình tự động hóa các hệ thống sản xuất lại làm tăng tỷ lệ thất nghiệp Để điều hòa vấn đề này cần một khoảng thời gian nhất định với những chính sách hợp lý

1 Sơ lược về lịch sử của nghành sản xuất tự động

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

I

 Sản xuất nhanh, tăng năng suất lao động.

 Nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm.

 Giảm bớt áp lực công việc cho công nhân.

 Sử dụng các thiết bị vận tải, cơ cấu chấp hành để vận chuyển sản phẩm.

 Sử dụng piston để đột lỗ trên phôi.

 Sử dụng bộ điều khiển để điều khiển hoạt động của hệ thống.

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

I

1 Sơ đồ động mô hình

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CẤNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

II

2 Sơ đồ mạch đấu nối PLC

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

II

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

II

Khi khi khởi động hệ thống, công tắc hành trình 1 thường đóng làm cho piston cấp phôi hoạt động, đẩy phôi vào băng chuyền đồng thời băng chuyền hoạt động đưa phôi vào hệ thống

Khi phôi đi vào chạm công tắc hành trình thứ 2 làm cho piston đẩy phôi hoạt động, đẩy phôi vào bệ đột chạm công tắc hành trình 3 rồi

tự động rút về, ngay sau đó hệ thống kẹp phôi di chuyển xuống và giữ phôi

Sau thời gian định trước thi piston đột tiến hành đột lỗ trên phôi Sau đó hệ thống kẹp từ từ di chuyển lên trên, đồng thời piston đột cũng

di chuyển lên

 Cuối cùng piston 5 đẩy chi tiết đã được đột vào thùng chứa Khi đảy tới thùng chứa cham công tắc hành trình 4 tự động rút về đồng thời hệ

thống được khởi động lại.

 Quá trình cứ tiếp tục như thế cho đến khi ta ấn nút stop thi hệ thống sẽ dừng hoạt động.

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CÓ CÁNH TAY ROBOT TỰ ĐỘNG

II

LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG

III

Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm.

sử dụng piston làm hệ thống cấp phôi, đẩy phôi, kep phôi

và đột lỗ.

Sử dụng công tắc hành trình làm thiết bị đo kiểm.

Sử dụng rơ le để cấp nguồn cho tải.

Chọn hệ thống điều khiển là PLC.

 Sử dụng PLC S7-200 CPU 224 vì nó có các ưu

điểm sau:

* Kết cấu nhỏ gọn, dễ lắp đặt vì các môđun được tiêu chuẩn hóa.

* Dễ dàng kết nối với các thiết bị.

* Được sủ dụng nhiều trong công nghiệp, phù hợp với nhu cầu tìm hiểu thực tế.

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

 PLC thực hiện chương trình theo trình tự lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (Scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm

ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình

 Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc (MEND) sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng RA

 Bộ nhớ của S7 - 200 chia thành 4 phần với 1 tụ có nhiệm

vụ duy trì dữ liệu trong 1 khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn nuôi Bộ nhớ S7 - 200 có tính năng động cao, đọc và ghi trong toàn vùng nhớ

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

Description of the contents

1

Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo

Vòng quét (scan) trong S7-200

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200.

 Vùng chương trình: là miền nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình (có thể đọc/ghi được)

 Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như từ khoá, địa chỉ trạm (cũng có thể đọc ghi/được)

Vùng đối tượng

Dữ liệu

Chương trình Chương trình

Tụ

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

 Vùng dữ liệu: được dùng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả phép tính, bộ đệm truyền

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

 Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ dừng mọi công việc khác ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này 1 cách trực tiếp với cổng vào/ra.

 Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như 1 bộ phận cuả chương trình, chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt

và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

 Hiện nay nhu cầu về một bộ điều khiển linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable logic control) Hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động Trong hoàn cảnh đó bộ điều khiển lập trình (PLC) đã được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và thiết bị cồng kềnh, nó tạo

ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản, ngoài ra PLC còn có thể thực hiện được những tác vụ khác, như làm tăng khả năng cho những hoạt động phức tạp.Bộ nhớ chương trình

 Đơn vị điều khiển.Khối ngõ vào.Mạch giao tiếp cảm biếnlập trình.Bộ nhớ dữ liệu.Khối ngõ ra.Mạch công suất & cơ cấu tác động

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

 Về phần cứng, PLC tương tự như máy tính truyền thống và chúng có các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp.

 Khả năng chống nhiễu tốt

 Cấu trúc dạng module do đó dễ dàng thay thế, tăng khả năng (nối thêm module mở rộng vào/ra) và thêm chức năng (nối thêm module chuyên dùng)

 Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ

ra được chuẩn hoá

 Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng

BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

IV

3 KẾT LUẬN

Mô hình “Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống đột lỗ tự

động” với thiết kế có độ ổn định cao, dễ lắp đặt, vận hành Góp phần vào việc nâng cao khả năng tự động hóa trong sản xuất, giảm nhẹ áp lực lao động cho công nhân, giảm bớt một số khâu trong quá trình sản xuất, tăng năng suất lao động

Trên cơ sở lý thuyết đã tìm hiểu được, chúng em tiến hành thiết kế, chế tạo và đạt được sản phẩm cụ thể, đó là xây dựng thành công mô hình “Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống đột lỗ tự động” hệ thống hoạt động chính xác và đáng tin cậy

Sau khi hoàn thành đề tài này, chúng em đã nắm bắt được những kiến thức cơ bản về các lĩnh vực điều khiển lập trình, cảm biến - đo lường, các thiết bị vận tải, cơ cấu truyền động, cơ cấu chấp hành Nắm vững các công cụ hỗ trợ vẽ và thiết kế

 Sau 3 năm học tập tại trường Cao Đẳng Công Nghệ

Đà Nẵng, chúng em đã đi được một chặng đường vô cùng quan trọng để rèn luyện và ngày càng hoàn thiện bản thân góp phần xây dựng quê hương đất nước, tiến gần hơn đến ước mơ tương lai của mình Cái mốc quan trọng để đánh dấu chặng đường mới đó chính là đồ án tốt nghiệp.

học trên ghế nhà trường để có cơ hội trải nghiệm, để

có được cái nhìn đúng đắn hơn là một yêu cầu tất yếu đối với tri thức của mỗi người Sau học kì làm đồ án, chúng em đã có cơ hội vận dụng những kiến thức mình đã học trong trường vào mô hình thực tế Được thầy Nguyễn Thế Tranh và các bạn bè giúp đỡ chúng

em hoàn thiện được đồ án.

LỜI CÁM ƠN

 Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng, các thầy cô Khoa cơ khí Đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Thế tranh, giáo viên hướng dẫn trực tiếp

đã nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Chúng em xin chân thành cảm ơn!

CẢM ƠN HỘI ĐỒNG BẢO

VỆ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ

Ý LẮNG NGHE !