Đồ Án Tốt Nghiệp, mô hình Y0044. Đại Học Công Nghiệp Hà Nội. Xin file chạy: 0984740294

LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan Đồ Án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế hệ điều khiển điện – khí nén theo lưu đồ trạng thái sử dụng mô hình Y0044 do chúng em tự thiết kế dưới ý tưởng

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI CAM ĐOAN iii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC CÁC BẢNG v

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1.KHẢO SÁT MÔ HÌNH PHÂN LOẠI Y-0044 2

1.1 Tìm hiểu về PLC S7-200 2

1.1.1 PLC là gì? 2

1.1.2 Đầu vào 3

1.1.3 Đầu ra 3

1.1.4 Nguồn cấp 4

1.1.5 Cổng truyền thông của PLC 4

1.2 Xilanh dùng trong hệ thống 5

1.2.1 Xilanh đơn 5

1.2.2 Xilanh kép 5

1.3 Van điện từ 6

1.4 Động cơ bước 8

1.5 Động cơ DC 9

1.6 Công tắc giới hạn 10

1.7 Áp kế và modul sấy khí 11

1.8 Cảm biến dùng trong hệ thống 14

1.8.1 Cảm biến tiệm cận 14

1.8.2 Cảm biến quang phản xạ gương 15

1.8.3 Cảm biến thu phát phản xạ khuyết tán 17

1.8.4 Cảm biến quang phát hiện màu trắng Error! Bookmark not defined 1.8.5 Cảm biến áp suất 19

1.9 Màn hình TD 200 21

1.9.1 Cấu tạo phần cứng 21

1.9.2 Giao tiếp giữa TD 200 và PLC 23

CHƯƠNG 2.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CHO MÔ HÌNH 24 2.1 Xây dựng sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình 24

2.1.1 Modul Y-0044A 24

2.1.2 Modul Y-0044B 25

2.1.3 Modul Y-0044C 26

2.2 Các bước thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho mô hình phân loại sản phẩm 27

2.2.1 Phân tích yêu cầu công nghệ 27

2.2.2 Các thiết bị cấp trường sử dụng trong mô hình 28

2.3 Xây dựng bài toán điều khiển trên PLC S7-200 28

2.3.1 Modul Y-0044A 28

2.3.2 Modul Y-0044B 33

2.3.3 Modul Y-0044C 38

2.4 Kết quả WinCc 42

Module Y-0044C 42

2.4.1 Lập trình với TD200 43

2.4.2 Trình tự cài đặt màn hình TD200 44

Phụ lục : Chương trình PLC 59

CHƯƠNG 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

Tài liệu tham khảo 92

LỜI CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan Đồ Án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế hệ điều

khiển điện – khí nén theo lưu đồ trạng thái sử dụng mô hình Y0044 do

chúng em tự thiết kế dưới ý tưởng về hệ thống phân loại sản phẩm theo màu

sắc và chất liệu trong công nghiệp và dưới sự hướng dẫn của giảng viên Th.s

Bùi Thị Khánh Hòa Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế

Để hoàn thành bản đồ án này chúng em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện có sự sao chép chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hà Nội, ngày 21 tháng 04 năm 2018

Nhóm sinh viên thực hiện

Hoàng Văn Tuấn Nguyễn Thị Tuyết Hoàng Thị Nhung

Phan Hồng Sơn

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1-1 PLC S7-200 CPU224 2

Hình 1-2 Sơ đồ khối của PLC 3

Hình 1-3 Cáp USB/PPI Multi-Master 4

Hình 1-4 Xilanh đơn 5

Hình 1-5 Xilanh kép 6

Hình 1-6 Van điện từ 6

Hình 1-7.Van 3/2 7

Hình 1-8 Van 4/3 7

Hình 1-9 Máy hút trên không 7

Hình 1-10 Mô tả bộ van và giác hút với mạch khí nén ứng dụng 8

Hình 1-11 Động cơ bước 8

Hình 1-12 Động cơ một chiều DC 9

Hình 1-13 Cách đấu nối động cơ DC 10

Hình 1-14 Công tắc giới hạn 10

Hình 1-15 Áp kế và modul sấy khí 11

Hình 1-16 Bộ điều hòa không khí 12

Hình 1-17 Van điều khiển áp suất có cửa xả tràn 13

Hình 1-18 Cảm biến tiệm cận 14

Hình1-19 Cách đấu nối cảm biến tiệm cận 14

Hình 1-20 Cảm biến phản xạ gương 15

Hình 1-21 Cảm biến thu phát chung 17

Hình 1-22 Khoảng cách xác nhận của cảm biến quang phản hồi 18

Hình 1-23 Cách đấu nối cảm biến quang phát hiện màu trắng 18

Hình 1-24 Cảm biến áp suất 19

Hình 1-25 Sơ đồ đầu ra của cảm biến áp suất 19

Hình 1-26 Cài đặt cảm biến áp suất 20

Hình 1-27 Đặc tính đầu ra chế độ F1 (chế độ trễ) 20

Hình 1-28 Cấu tạo phần cứng của TD200 21

Hình 1-29 Giao tiếp giữa 1 TD200 và 1 CPU 23

Hình 2-1 Module Y-0044A 24

Hình 2-2.Sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình modul Y- 0044A 25

Hình 2-3 Module Y-0044B 25

Hình 2-4 Sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình modul Y- 0044B 26

Hình 2-5 Module Y-0044C 26

Hình 2-6 Sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình modul Y- 0044C 27

Hình 2-7 Cấu tạo Modul Y0044 A 29

Hình 2-8 Sơ đồ đấu dây PLC S7 – 200 modul Y - 0044A 31

Hình 2-9 Lưu đồ trạng thái cho Modul A 33

Hình 2-10 Sơ đồ đấu dây PLC S7 – 200 modul Y – 0044B 35

Hình 2-11 Lưu đồ trạng thái cho Modul B 38

Hình 2-12 Cấu tạo của Modul C 38

Hình 2-13 Sơ đồ đấu dây PLC S7 – 200 modul Y – 0044C 40

Hình 2-14 Lưu đồ trạng thái cho Modul C 41

Hình 2-15 Giao diện giám sát hoạt động của Module Y-0044C 42

Hình 2-16 Màn hình TD 200 43

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1.Thông số cơ bản của PLC S7-200 CPU224 3

Bảng 1.2.Đặc điểm của cảm biến tiệm cận 15

Bảng 1.3: Đặc điểm cảm biến dùng trong hệ thống 17

Bảng 1.4: Các lỗi xảy ra trong quá trình hoạt động và cách khắc phục 21

Bảng 3.1: Bảng định địa chỉ modul Y -0044A 30

Bảng 3.2: Bảng định địa chỉ modul Y -0044B 34

Bảng 3.3: Bảng định địa chỉ modul Y -0044C 39

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa,

để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cho ra sản phẩm có chất lượng cao

Để bắt kịp với tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì ngành công nghiệp Việt Nam đang thay đổi nhanh chóng, công nghệ và thiết bị hiện đại đang dần dần được thay thế các công nghệ lạc hậu và thiết bị cũ Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, Vi xử lý, điện khí nén, điện tử Đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như các dây truyền sản xuất nước ngọt, chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo chương trình CNC, các hệ thống đèn giao thông, các hệ thống báo động Trong các trường đại học, cao đẳng và các trường trung học đã và đang đưa các thiết bị hiện đại có khả năng lập trình được vào giảng dạy Một trong những loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và đảm bảo có độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động PLC

Với đề tài “Thiết kế hệ điều khiển điện-khí nén theo lưu đồ trạng thái

sử dụng mô hình Y0044” Chúng em đã vận dụng được những ưu điểm của

hệ thông điều khiển này

Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu tại trường chúng em đã tích luỹ được vốn kiến thức để thực hiện đề tài của mình

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót, chúng em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các thầy cô cũng như ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đề tài của chúng em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ những mục tiêu đã đặt ra

Chúng em chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT MÔ HÌNH PHÂN LOẠI Y-0044

1.1 Tìm hiểu về PLC S7-200

1.1.1 PLC là gì?

Thiết bị điều khiển khả trình (PLC:

programmable logic controller) là loại máy tính

điều khiển chuyên dụng, cho phép thực hiện

linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông

qua một ngôn ngữ lập trình, do nhà phát minh

người Mỹ Richard Morley lần đầu đưa ra ý

tưởng vào năm 1968

Thông số cơ bản của PLC S7-200 CPU 224

Số mô-đun mở rộng (kể cả mô-đun tương tự) 7

Số Timer

Trong đó phân giải 1ms/10ms/100ms

256 4/16/136

Số bit nhớ đặc biệt: dùng làm bit Trạng thái hoặc đặt chế độ

xung có điều chế theo độ rộng xung (PWM)

Bảng 1.1.Thông số cơ bản của PLC S7-200 CPU224

Hình 1-2 Sơ đồ khối của PLC

+ Trạng thái mức logic 0 tối đa VDC 1mA

+ Sự cách li về quang 500VCA 1 min

1.1.3 Đầu ra

+ Kiểu đầu ra Relay hoặc transistor

+ Điện áp khoảng 24,4 đến 28,8 VDC

+ Dòng tối đa 2A điểm 8 A I common

+ Quá dòng 7A với contact đúng

+ Điện áp nguồn 20.4-24.8 VDC

+ Điện áp nguồn 20,4-20,8 VDC

+ Dòng vào Max 900 mA tại 24 VDC

+ Cách li điện ngõ vào không có

+ Thời gian duy trì khi mất nguồn 10 ms tại 24 VDC

+ Cầu chì bên trong 2A - 250V

1.1.5 Cổng truyền thông của PLC

S7-S200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình

Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG 720 nối thẳng cáp MPI, máy lập trình đi kèm với cáp

Ghép nối với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PCI với

bộ chuyển đổi RS232 /RS485 hoặc cáp USB/PPI Multi-Master

1.2 Xilanh dùng trong hệ thống

1.2.1 Xilanh đơn

− Nguyên tắc hoạt động:

+ Khí nén được sử dụng để sinh công ở một phía của piston

+ Piston lùi về bằng lực bật lại của lò xo hay của lực từ bên ngoài

+ Xilanh có một cổng cấp nguồn và một lỗ thoát khí

+ Điều khiển hoạt động của xilanh đơn bằng van 3/2

− Cấu tạo:

+ Xilanh kiểu piston và kí hiệu trên sơ đồ :

+ Xilanh kiểu piston và kí hiệu trên sơ đồ :

Hình 1-4 Xilanh đơn

1.2.2 Xilanh kép

Nguyên tắc hoạt động:

- Khí nén được sử dụng để sinh công ở hai phái của piston

- Xilanh có hai cửa cấp nguồn

- Điều khiển hoạt động của xilanh kép bằng van 4/2, 5/2, 5/3

Cấu tạo:

- Xilanh kép có cần piston một phía: Do diện tích của hai bề mặt piston khác nhau nên lực tác động trên cần piston khác nhau (lực kéo lơn hơn lực đẩy)

- Hai dạng xilanh kép có cần piston ở một phía thường gặp:

- Xilanh kép không có đệm giảm chấn:

Hình 1-5 Xilanh kép

1.3 Van điện từ

− Nguyên lý hoạt động của van điện từ :

Là có 1 cuộn điện, trong đó có 1 lõi săt và 1 lò so nén vào lõi sắt đó, lõi sắt đó lại tỳ vào đầu 1 gioăng cao su Như vậy, bình thường không có điện thì

lò so ép vào lõi sắt, để đóng van Khi đưa điện vào, cuộn dây sinh từ trường hút lõi sắt ra, từ trường này đủ mạnh thắng được lò so, khi đó van mở ra (Loại Van điện từ thường đóng - NC)

Hình 1-6 Van điện từ

Van điện từ được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực công nghiệp, dân dụng được sử dụng rộng rãi nhất là trong các lĩnh vực liên quan đến khí nén và chất lỏng Nhiệm vụ của chúng là đóng, mở, phân chia, trộn lẫn khí nén từ máy nén khí hoặc từ dầu thủy lực từ bơm thủy

Trong bài này chúng ta dùng van Loại thường đóng (NC): không có điện

− Các loại van dùng trong hệ thống:

• Van 3 cửa, 2 vị trí: Van 3 cửa, 2 vị trí

thường đóng (van 3/2): Các van này có cửa vào,

cửa ra và cửa xả khí Khi mất nguồn thì cửa ra

được nối với cửa xả khí Khi có nguồn thì cửa

vào được nối với cửa ra Các van này được sử

dụng cho các cylinder tác động đơn

• Van 4 cửa, 3 vị trí: Van 4 cửa, 3 vị trí (van 4/3):

Các van này có 4 cửa, 1 vào, 2 ra và 1 xả Ở trạng

thái bình thường (không có nguồn năng lượng) thì

các cửa vào/ra đều bị chặn Van này được sử dụng để

điều khiển vị trí các cylinder

• Máy hút trên không

Máy hút chân không cung cấp sự hấp thụ không

khí với ảnh hưởng của áp suất hình thành trong đường ống Với không khí hấp thụ này, việc giữ để lại các vật liệu trong giác hút của máy hút chân không làm việc được Do lực khí sẽ tạo nên nhiều tiếng ồn ở cửa xả của van,

bộ phận giảm thanh được sử dụng để giảm tiếng ồn đó

Hình 1-9 Máy hút trên không

Nguyên lí hoạt động của máy hút chân không

Giác hút : Một vòng lõm bằng cao su có thể treo một vật bằng sức hút của khí nén

Hình 1-7.Van 3/2

Hình 1-8 Van 4/3

Khi có khí nén thổi từ 2 sang 3, miệng hút 1 sẽ tạo chân không cho giác hút

Hình 1-10 Mô tả bộ van và giác hút với mạch khí nén ứng dụng

1.4 Động cơ bước

Hình 1-11 Động cơ bước

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ bước: động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rotor có khả năng cố định rotor vào các vị trí cần thiết Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: động cơ một chiều không tiếp

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ

tự và một tần số nhất định Tổng số góc quay của rotor tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rotor phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi

1.5 Động cơ DC

Hình 1-12 Động cơ một chiều DC

Nguyên lý hoạt động: Stator của động cơ 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, 1 phần quan trọng khác của động cơ điện

1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổỉ than tiếp xúc với cổ góp

Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay

Công tắc này có 3 chân:

− COM: chân chung

− NC: tiếp điểm thường đóng

− NO: tiếp điểm thường mở

Hình 1-14 Công tắc giới hạn

1.7 Áp kế và modul sấy khí

Hình 1-15 Áp kế và modul sấy khí

Bộ điều hòa phục vụ được lắp đặt nối tiếp với nguồn khí nén thông thường, nhằm cung cấp nguồn khí nén chất lượng cao và bổ sung chức năng cung cấp dầu bôi trơn và bảo quản các phần tử của hệ thống khí nén, hình dáng bên ngoài Ký hiệu trên sơ đồ của một bộ điều hòa phục vụ như trên gồm:

Hình 1-16 Bộ điều hòa không khí

+ Bộ lọc khí nén (Compressed air Filter)

Nguyên lý lọc: Khí nén tạo chuyển động xoáy và qua được phần tử lọc

có kích thước lỗ từ 5μm đến 70μm tuỳ theo yêu cầu Hơi nước bị phần tử lọc ngăn lại, rơi xuống cốc lọc và được xả ra ngoài

+ Van điều chỉnh áp suất có cửa xả tràn (Pressure regulating valve with relief port) Chức năng: duy trì áp suất làm việc ở đầu ra không đổi trong phạm vi rộng, không phụ thuộc vào sự dao động áp suất ở mạng cung cấp khí nén đầu vào và mức tiêu thụ khí nén ở đầu ra Điều kiện cần là áp suất lối vào

Nguyên lý làm việc: Khi áp suất vào P1 ổn định, áp suất ra P2 bằng với

áp suất đặt, van điều chỉnh áp suất ở trạng thái cho khí nén đi qua van chính (7) hướng từ P1 đến P2 Giả sử P2 tăng lên, ví dụ do tải trọng của xilanh, đệm (3) của van xả (6) bị đẩy cong khiến khí nén qua van xả ra ngoài qua khe hẹp (1) – làm giảm P2, đồng thời lò xo (4) đẩy đệm đóng van chính không cho áp suất dội ngược về phía nguồn P1

(1) Khe thoát khí ra ngoài

Hình 1-17 Van điều khiển áp suất có cửa xả tràn

1.8 Cảm biến dùng trong hệ thống

1.8.1 Cảm biến tiệm cận

Hình 1-18 Cảm biến tiệm cận

+ Nguyên lý và cấu tạo:

Cảm biến tiệm cận cảm ứng bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát

Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng

do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi

Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu

ra vật đã được phát hiện

− Cách đấu nối cảm biến (ngõ vào PLC loại sinking)

Hình1-19 Cách đấu nối cảm biến tiệm cận

Chỉ thị hoạt động Led vàng (hiển thị đèn khi phát hiện vật)

Led nhấp nháy( khi vật ra khỏi vùng kiểm soát)

Nhiệt độ môi trường -40….70 oC (-40 158 ° F)

Chức năng chuyển mạch PNP không

Bảng 1.2.Đặc điểm của cảm biến tiệm cận

+ Nguyên lý hoạt động:

Bộ phát truyền ánh sáng tới một gương phản chiếu lăng kính đặc biệt,

và phản xạ lại tới bộ thu sáng của cảm biến Nếu vật thể xen vào luồng sáng, cảm biến sẽ phát tín hiệu ra

+ Ưu điểm:

• Giá thành thấp hơn loại thu phát

• Lắp đặt dễ hơn loại thu phát

• Chỉnh định dễ dàng

• Với vật thể có bề mặt sáng bóng có thể làm cảm biến không phát hiện được, có thể dùng kính lọc phân cực

+ Nhược điểm:

• Khoảng cách phát hiện ngắn hơn loại thu phát

• Vẫn cần 2 điểm lắp đặt cho cảm biến và gương

• Cảm biến phản xạ gương loại 2 thấu kính thường không phát hiện được vật ở một số khoảng cách ngắn nhất định

Nhiệt độ môi trường -25….60 o C (-13….140 o F)

Bảng 1.3: Đặc điểm cảm biến dùng trong hệ thống

1.8.3 Cảm biến thu phát phản xạ khuyết tán

Nguyên lý hoạt động: cảm biến dạng này truyền ánh sáng từ bộ phát tới

vật thể Vật này sẽ phản xạ lại một phần ánh sáng (phản xạ khuếch tán) ngược

trở lại bộ thu của cảm biến, kích hoạt tín hiệu ra

• Có khoảng cách phát hiện tối đa 1m

• Tỉ lệ lỗi đen/trắng cao; khoảng cách phát hiện phụ thuộc nhiều

vào màu sắc, kích thước, tính chất bề mặt của vật thể.)

• Việc phát hiện vật có thể khó khăn nếu có nền màu đen sau vật

• Độ nhạy và độ tin cậy kém hơn loại Thu phát và Phản xạ gương

hình 1-21 Cảm biến thu phát chung

1.8.4: Cảm biến quang phát hiện màu trắng

Nguyên lý hoạt động: Có thể hoạt động trong khoảng điện áp 10 và 30 VDC Nó có thể phát hiện các đối tượng có tỷ lệ 90% trắng từ khoảng cách

600 mm Khi các đối tượng màu trắng được cảm nhận bởi các cảm biến, đầu

ra số 4(BK) cho tín hiệu Đầu ra này của bộ cảm biến được kết nối đến điểm cảm biến tương phản Đầu ra cảm biến độ tương phản cho thấy một sự thay đổi theo mức độ trắng của đối tượng và khoảng cách giữa đối tượng và cảm biến Điều này có thể được quan sát trong hình dưới đây Nó có thể được thay đổi với điểm điều chỉnh các đối tượng chính xác của cảm biến Bộ cảm biến

đã được hiệu chỉnh để cảm nhận các đối tượng màu trắng, không nhạy là các đối tượng màu đen ở khoảng cách ngắn nhất

Hình 1-21 Khoảng cách xác nhận của cảm biến quang phản hồi

Hình 1-22 Cách đấu nối cảm biến quang phát hiện màu trắng

1.8.5 Cảm biến áp suất

2 Cảm biến áp suất (vacuum switch)

a Nguyên lí hoạt động dùng trong hệ thống

Cảm biến áp suất là một thiết bị điện dùng để đo áp âm ở đầu vào của cảm biến Nó lấy thông tin để xác định xem sản phẩm có được giữ bởi giác hút hay không Khi piston vận chuyển không giữ sản phẩm sự hấp thụ không khí đủ lớn thì khi đó cảm biến không gửi tín hiệu về PLC Nhưng khi có sản phẩm nó sẽ gửi tín hiệu về PLC để xử lí và điều khiển piston vận chuyển

Hình 1-23 Cảm biến áp suất

Hình 1-24 Sơ đồ đầu ra của cảm biến áp suất

Min Áp suất hiển thị ≤ ST2 ≤ ST1

Hình 1-25 Cài đặt cảm biến áp suất

OUT 1: Khi áp suất không khí lớn hơn giá trị ST1 thì nó sẽ ON (tín hiệu gửi về)

Khi áp suất không khí nhỏ hơn ST2 thì tín hiệu sẽ bị ngắt

+ Khoảng giữa ST1 và ST2 là khoảng trễ

OUT 2: Khi áp suất không khí thấp hơn giá trị ST2 thì nó sẽ ON (tín hiệu được gửi về)

c Các lỗi xảy ra trong quá trình hoạt động

Bảng 1.4: Các lỗi xảy ra trong quá trình hoạt động và cách khắc phục

1.9 Màn hình TD 200

1.9.1 Cấu tạo phần cứng

Hình 1-27 Cấu tạo phần cứng của TD200

− Giới thiệu chung:

TD200 là một thiết bị hiển thị text (Text Display), giao tiếp với người vận hành Thiết bị này được thiết kế chỉ dùng giao tiếp với họ PLC S7-200

− Đặc tính:

+ Hiển thị tin nhắn và các biến của PLC

+ Cho phép điều chỉnh các biến trong chương trình

+ Có khả năng cài đặt thời gian thực của PLC

+ Nguồn cung cấp: 24VDC Có thể cấp cho TD200 theo 2 cách:

• Nguồn cấp chung: cấp nguồn cho TD200 thông qua cáp TD/CPU (chiều dài 2,5m)

• Nguồn cấp riêng: cấp nguồn cho TD200 thông qua đầu nối bên phải TD200 (được sử dụng khi khoảng cách giữa TD200

1.9.2 Giao tiếp giữa TD 200 và PLC

Hình 1-28 Giao tiếp giữa 1 TD200 và 1 CPU

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ

GIÁM SÁT CHO MÔ HÌNH

2.1 Xây dựng sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình

2.1.1 Modul Y-0044A

Hình 2-1 Module Y-0044A

UPLOADING AND CARRYING STATION

Hình 2-2.Sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình modul Y- 0044A

2.1.2 Modul Y-0044B

Hình 2-3 Module Y-0044B

PROCESSING STATION

Hình 2-4 Sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình modul Y- 0044B

2.1.3 Modul Y-0044C

Hình 2-5 Module Y-0044C

TEST AND SEPARATION STATION

Hình 2-6 Sơ đồ khối điều khiển giám sát quá trình modul Y- 0044C

2.2 Các bước thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho mô hình phân loại sản phẩm

2.2.1 Phân tích yêu cầu công nghệ

Việc dây truyền sản suất còn lạc hậu khiến chúng ta tốn rất nhiều công sức và thời gian, thậm trí còn tránh được những tổn thất cho con người về mặt sức khỏe cũng như tính mạng Việc áp dụng dây truyền phân loại sản phẩm tự động không chỉ nâng cao năng suất, đạt độ chính xác cao mà còn làm giảm sức lao động từ đó giảm chi phí lương nhân công Chính vì thế việc xây dựng những hệ thống điều khiển giám sát, thiết kế dây truyền phân loại sản phẩm tự động đưa vào thay thế con người là rất cần thiết

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, tự động hóa, các thiết bị

có ứng dụng cao như Zen, Logo, PLC và phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện WinCC Chúng em đã thực hiện đề tài Thiết kế hệ điều khiển điện – khí nén theo lưu đồ trạng thái sử dụng mô hình Y0044 Trong quá trình nghiên cứu chúng em đã áp dụng kiến thức đã học và thực tiễn để tìm hiểu về phần mềm WinCC và lập trình cho PLC S7-200

Việc thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ điều khiển điện- khí nén theo lưu

đồ trạng thái sử dụng mô hình Y0044’’

Trong đồ án này chúng em tìm hiểu được về phần mềm WinCC và PLC S7-200 của hãng Siemens và ứng dụng vào thực tế để điều khiển một hệ thống tự động Chúng em đã tìm hiểu được quy trình thiết kế một hệ thống tự động dung PLC điều khiển Qua đó chúng em được làm quen với chương trình Step 7- Microwin và từ đó lập trình cho PLC hoạt động theo yêu cầu công việc Tìm hiểu được quy trình của một mô hình phân loại sản phẩm để ứng dụng vào thực tế Giảm bớt sức lao động, nâng cao năng suất để góp phần vào việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

2.2.2 Các thiết bị cấp trường sử dụng trong mô hình

Hình 2-7 Cấu tạo Modul Y0044 A

Belt

8 Công tắc hành trình 2

9 Trigger Belt

10 Van đưa khí vào

11 Van đưa khí vào

12 Xi-lanh kép điều khiển chuyển động lên/xuống

13 Van cấp khí đẩy pit-tông xuống

14 Công tắc hành trình 3 15.Động cơ bước

a, Bảng định địa chỉ

Hệ thống Địa chỉ Ký hiệu Chú thích

Start_Button I0.0 Start Nút ấn chạy

Stop_Button I0.1 Stop Nút ấn dừng

Unloading_Forward_Limit I0.2 CTHT 1 Công tắc hành trình 1 Axis_Left_Limit I0.3 CTHT 2 Công tắc hành trình Axis_Right_Limit I0.4 CTHT 3 Công tắc hành trình 3 Vacuum_Switch I0.5 CTCK Công tắc chân không Step_CP Q0.0 DC1_X Chân phát xung

L Điều khiển hướng DC1 Magazine_Forward Q0.2 V1_2 XL1 đẩy ra

Magazine_Backward Q0.3 V1_3 XL1 lui vào

Carrier_Downward Q0.4 V1_4 XL2 đi xuống

Carrier_Upward Q0.5 V1_5 XL2 đi lên

b, Sơ đồ đấu dây

Hình 2-8 Sơ đồ đấu dây PLC S7 – 200 modul Y - 0044A

c, Lưu đồ trạng thái

Hình 2-9 Lưu đồ trạng thái cho Modul A

2.3.2 Modul Y-0044B

a Bảng định địa chỉ

Material_Arrive I0.2 CB1 CB phát hiện SP được đưa tới Material_Processing I0.3 CB2 CB phát hiện SP, để RSP/MSP Drill_Up_Limit I0.4 CTHT 5 Công tắc hành trình 5 DC3 Drill_Down_Limit I0.5 CTHT 4 Công tắc hành trình 4 DC3 Take_Material I0.6 CB3 CB phát hiện SP để RSP/MSP Axis_Left_Limit I0.7 CTHT 6 Công tắc hành trình 6 DC4 Axis_Right_Limit I1.0 CTHT 7 Công tắc hành trình 7 DC4 Vacuum_Switch I1.1 CTCK Công tắc van chân không Tray_Rotate Q0.0 DC2 Động cơ quay bàn quay SP Drill_Downward Q0.1 DC3_T Khoan đi xuống

Drill_Rotate Q0.3 DCQ Động cơ quay rửa SP Press_Material Q0.4 V1_4 XL3 đi lên giữa SP để rửa T.Piston_Downward Q0.5 V1_3 XL4 đi xuống

Axis_Left Q1.0 DC4_T XL4 chạy sang trái Axis_Right Q1.1 DC4_N XL4 chạy sang phải

Bảng 2.2: Bảng định địa chỉ modul Y -0044B

b, Sơ đồ đấu dây

Hình 2-10 Sơ đồ đấu dây PLC S7 – 200 modul Y – 0044B

c, Lưu đồ