Báo cáo thực tập Robot HCMUTE

Miêu tả dây chuyền sản xuất NGK và quy trình của 1 trạm trong dây truyền sản xuất• Dây chuyền sản xuất nước giải khát: - Cấp phôi : các phôi của chai nhựa trượt trên ray để chuẩn bị vào

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Trần Như TiếnThành phố Hồ Chí Minh, 10 Tháng 5 năm 2021

MỤC LỤC

1 Miêu tả dây chuyền sản xuất NGK và quy trình của 1 trạm trong dây

truyền sản xuất 3

2 Thông số kỹ thuật 3

2.1 PLC Simen s7-1200 3

2.2 HMI Samkoon SK-070AE 3

2.2.1 Thông số kỹ thuật 3

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của HMI 4

2.3 Cảm biến quang 5

2.3.1 Thông số kỹ thuật cảm biến quang 5

2.3.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang trong trạm 1 6

2.4 Vale 7

2.5 saas 8

3 Bảng địa chỉ I/O PLC và thiết bị 8

4 Sơ đồ kết nối PLC và thiết bị 9

5 Viết lưu đồ điều khiển theo yêu cầu 9

6 Lập trình PLC và HMI 12

1 Miêu tả dây chuyền sản xuất NGK và quy trình của 1 trạm trong dây truyền sản xuất

• Dây chuyền sản xuất nước giải khát:

- Cấp phôi : các phôi của chai nhựa trượt trên ray để chuẩn bị vào quy trìnhtạo hình chai nhựa

- Thổi chai : phôi chai được tay gắp đưa vào máy thổi và khuôn để tạo hình

- Cấp chai: Các chai được đẩy trên băng chuyền

- Xúc rửa : Nước được đưa vào vào các chai với một lực vừa đủ để không làm hỏng hoặc biến dạng chai và được tháo bỏ nước trong chai để qua công đoạn kế tiếp

- Chiết rót, đóng nắp : nước giải khát sẽ được bơm vào chai qua ống bơm đến một mức nhất định và nắp sẽ được đóng lại nhờ qua các tay kẹp và tay vặn của máy Công đoạn này chai sẽ di chuyển qua một hệ thống xử líảnh để có thể đánh giá dung tích của chai xem đã đạt đủ tiêu chuẩn hay chưa

- Cấp chai vào hộp: sau khi đóng nắp, cứ mỗi 6 chai được đưa vào một hộp

để vận chuyển vào trạm đóng hộp

- Đóng hộp: hệ thống máy khi nhận được hộp từ trạm vận chuyển sẽ đưa vào bang chuyền đóng hộp và dán băng keo cho hộp

• Quy trình trạm số 4 trong dây chuyền sản xuất:

- Điều chỉnh tốc độ hoạt động của băng tải trên màn hình (numerical input)

- Cấp phôi vào băng chuyền

- Nhấn On (motor) trên màn hình cảm ứng HMI kết hợp phôi chạm cảm biến hồng ngoại (I1.1) để băng tải chạy, đèn Run sáng, khi bấm Stop băng tải ngừng và đèn Run tắt

- Băng tải chạy đến cuối hành trình , phôi chạm cảm biết điện dung, lanh1 đi ra chặn phôi sau, xi_lanh 2, xi-lanh 3 đi ra tuần tự đẩy phôi ra xa cảm biến điện dung

xi Phôi được chuyển qua trạm kế tiếp, cảm biến điện dung về mức 0 , hai xy-lanh 2 và 3 đi về

2 Thông số kỹ thuật

2.1 PLC Siemens S7-1200

2.1.1 Giới thiệu

1200 ra đời năm 2009 dùng để thay thế dần cho 200 So với 200 thì

S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn.

S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200

S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP

PLC S7 1200 của hãng Siemens có một giao diện truyền thông mạnh mẽđáp ứng tiêu chuẩn cao nhất của truyền thông công nghiệp và đầy đủ các tính năng công nghệ mạnh mẽ tích hợp sẵn làm cho nó trở thành một giải pháp tự động hóa hoàn chỉnh và toàn diện

Hình: Sự khác biệt giữa PLc S7-200 và PLC S7-1200 siemens

– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB)

– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

– Bổ sung 4 cổng Ethernet

– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

Hình 1: Cấu tạo của bộ điều khiển Siemens CPU S7-1200

2.1.3 Các tính năng nổi bật

+ Cổng truyền thông Profinet (Ethernet) được tích hợp sẵn:

Dùng để kết nối máy tính, với màn hình HMI hay truyền thông PLC-PLC

Dùng kết nối với các thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở

Đầu nối RJ45 với tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo

Tốc độ truyền 10/100 Mbits/s

Hỗ trợ 16 kết nối ethernet

TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol

+ Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình:

6 bộ đếm tốc độ cao (high speed counter) dùng cho các ứng dụng đếm và đo lường, trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 bộ đếm 30kHz

2 ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ và vị trí động cơ bước hay bộ lái servo (servo drive)

Ngõ ra điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ…

16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điểu khiển tune functionality)

(auto-+ Thiết kế linh hoạt:

Mở rộng tín hiệu vào/ra bằng board tín hiệu mở rộng (signal board), gắn trực tiếp phía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào/ra mà không thay đổi kích thước

hệ điều khiển

Mỗi CPU có thể kết nối tối đa 8 module mở rộng tín hiệu vào/ra

Ngõ vào analog 0-10V được tích hợp trên CPU

3 module truyền thông có thể kết nối vào CPU mở rộng khả năng truyền thông,

vd module RS232 hay RS485

Card nhớ SIMATIC, dùng khi cần rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay khi cập nhật firmware

Chẩn đoán lỗi online / offline

2.1.4 Lập trình , giao tiếp, ưng dụng

Lập trình

Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens

Giao tiếp

Cấu hình giao tiếp của PLC S7-1200

S7-1200 hỗ trợ kết nối Profibus và kết nối PTP (point to point)

Giao tiếp PROFINET với:

– Các thiết bị lập trình

– Thiết bị HMI

– Các bộ điều khiển SIMATIC khác

– Điều khiển đèn chiếu sáng

– Điều khiển bơm cao áp

– Máy đóng gói

– Máy in

– Máy dệt

– Máy trộn v.v…

2.2 HMI Samkoon SK-070AE

HMI là từ viết tắt của Human-Machine-Interface, nghĩa là thiết bịgiao tiếp giữa người điều hành và máy móc thiết bị Nói một cách chínhxác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với một máy móc qua 1màn hình giao diện thì đó là một HMI

Hình: HMI Samkoon SK-070AE

2.2.1 Thông số kỹ thuật

i Hiển thị

– Kích thước hiển thị: 7 inch TFT

– Độ phân giải (WxH dots): 800×480

– 32 bits RISC CPU 400MHz

– USB Host: USB 2.0 x 1

– USB Download port

– Nhiệt độ hoạt động: 0° ~ 50°C (32° ~ 122°F)

– Khối lượng: 1.5 Kg

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của HMI

 HMI là giao diện vận hành giữa người và máy thông qua PLC, chúngđược kết nối với nhau bằng cáp tín hiệu Khi người vận hành tác độngnhấn nút trên màn hình hoặc cài đặt thông số, yêu cầu sẽ được gửi đếnPLC, PLC điều khiển máy móc dây chuyền hoạt động

 Ngược lại, hệ thống máy móc dây chuyền có thể gửi trạng thái hoạt độnghoặc thông số hiện tại lên màn hình HMI thông qua PLC giúp cho conngười thực hiện quá trình giám sát và điều khiển

 Dòng màn hình chạy WinCE nhúng, cấu hình tầm trung Có cổngEthernet kết nối với PLC S7-1200, Modbus TCP/IP

2.3 Cảm biến quang

Cảm biến quang điện là thiết bị phát ra chùm tia ánh sáng dạng tần số chiếu vào vật thể cần phát hiện hoặc gương Khi vật thể đi qua sẽ ảnh hưởng đến tần số của bộ thu sáng Sự thay đổi này được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng chiếu vào Cấu tạo của cảm biến quang cơ bản gồm

có 3 phần chính :

 Bộ phát ánh sáng: Có nhiệm vụ phát ra ánh sáng dạng xung (tần số).Tần số ánh sáng này sẽ được hãng sản xuất thiết kế đặc biệt để bộthu ánh sáng có thể phân biệt được ánh sáng từ cảm biến và ánh sáng

từ nguồn khác bên ngoài như: ánh sáng tự nhiên, bóng đèn,…

 Bộ thu ánh sáng: Có nhiệm vụ tiếp nhận ánh sáng từ bộ phát sáng,

nó được gọi là phototransistor (tranzito quang)

 Bo mạch xử lý tín hiệu điện: Khi tiếp nhận tín hiệu từ bộ thu ánhsáng Mạch điện tử sẽ chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzitoquang thành tín hiệu ON/OFF được khuếch đại Tín hiệu ngõ rathường dùng nhất là NPN, PNP,…

2.3.1 Thông số kỹ thuật cảm biến quang

 Loại: Thu - phát, phản xạ gương, phản xạ khuếch tán

 Vật phát hiện chuẩn: Vật mờ đục: Ø15 mm (Thu-phát), Vật mờđục: Ø60 mm (Phản xạ gương), Vật mờ đục, trong mờ (Phản xạkhuếch tán)

 Nguồn sáng: LED hồng ngoại (940nm), LED hồng ngoại (

 Thời gian đáp ứng: Max.1ms, 20ms

 Điều chỉnh độ nhạy: Biến trở điều chỉnh

2.3.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang trong trạm 1

 Cảm biến quang khuếch tán (diffuse reflection sensor)

Nguyên lý hoạt động:

Cảm biến dạng này sẽ hoạt động theo 2 trạng thái duy nhất đó là:

 Trạng thái báo phát hiện vật cản: cảm biến phát ánh liên tục từ bộphát đến bề mặt vật cản Ánh sáng phản xạ đi ngược về vị trí thusáng

 Trạng thái không vật cản: Khi không có vật cản đi vào, ánh sáng

không phản xạ về vị trí thu được hoặc bề mặt vật không phản xạánh sáng về vị trí thu.

2.4 Vale

Xi lanh khí nén hay còn gọi là ben khí nén, xi lanh khí là một thiết bị

cơ học, sử dụng sức mạnh của khí nén để tạo ra lực cung cấp cho chuyển động Xi lanh khí nén giúp chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động năng, tác dụng làm piston của xi lanh chuyển động, thông qua đó truyền động đến thiết bị hoạt động Bởi vì khí nén có khả năng nở rộng, không có sự xuất hiện của năng lượng đầu vào từ bên ngoài Để thực hiệnchức năng của mình, khí nén dãn nở ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển,

áp lực được tạo ra đẩy piston chuyển động theo hướng mong muốn

Xi lanh khí nén có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau:

+ Thân trụ (barrel)

+ Piston

+ Trục piston (piston rod)

+ Lỗ cấp khí (cap-end port)

+ Lỗ thoát khí (rod-end port)

5 Viết lưu đồ điều khiển theo yêu cầu

Lưu đồ điều khiển chương trình chạy Manual

S Đ

Begin

Nút ấn 1nhấnBăng tải chạy 10% tốc độ

Đèn sáng

Băng tải dừngNút ấn 2nhấn

Nút xylanh2

Nút xylanh1

Begin Begin

Công tắc hànhtrình xylanh 1

b Chế độ Auto

- HMI

- Lập trình PLC