TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠ 9VÀ ĐÓNG DẤU SẢN PHẨM
Vai trò và lợi ích của hệ thống phân loại và đóng dấu sản phẩm
Hệ thống phân loại và đóng dấu sản phẩm của nhà sản xuất khẳng định chất lượng và uy tín sản phẩm Trong dây chuyền sản xuất, sẽ có cả sản phẩm đạt tiêu chuẩn và không đạt tiêu chuẩn Tại khâu phân loại, những sản phẩm không đạt yêu cầu sẽ bị loại bỏ, chỉ giữ lại những sản phẩm chất lượng tốt để đưa ra thị trường, từ đó làm hài lòng người tiêu dùng Chất lượng sản phẩm được thị trường đánh giá, và nếu có sản phẩm kém chất lượng được phát hiện, điều này có thể ảnh hưởng xấu đến sự hài lòng của người tiêu dùng Trong trường hợp nghiêm trọng, nhà sản xuất có thể phải bồi thường thiệt hại, giảm uy tín và lợi nhuận, thậm chí dừng sản xuất.
Hệ thống phân loại và đóng dấu sản phẩm không chỉ khẳng định chất lượng và thương hiệu của mặt hàng thảo mản mà còn đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng trong nước và quốc tế Để nâng cao chất lượng và nhận diện sản phẩm, công nghệ kỹ thuật cần được phát triển mạnh mẽ Mỗi công nghệ sản xuất hiện đại cần có hệ thống phân loại và đánh dấu tự động, giúp đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất mà không cần công nhân phải thực hiện các công việc thủ công như nhặt, so sánh, đếm và đóng gói sản phẩm Việc áp dụng hệ thống tự động hóa không chỉ tiết kiệm sức lao động mà còn giảm chi phí cho doanh nghiệp.
1.1.2 Lợi ích Đối với nhà sản suất:
- Nâng cao chất lượng sản phẩm
- Nâng cao uy tín cho nhà sản suất
- Tăng năng suất, giảm thời gian, tiết kiệm ngân sách
- Quản lý sản phẩm cũng như chu trình sản suất dễ dàng hơn
- Lợi nhuận tăng Đối với người tiêu dùng:
- Đáp ứng được nhu cầu trong tiêu dùng
- Yên tâm hơn về chất lượng của sản phẩm
- Từ những điều kiện trên thúc đẩy đất nước phát triển giàu và đẹp.
Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm và đếm
1.2.1 Các hệ thống phân loại sản phẩm trong công nghiệp
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hệ thống phân loại sản phẩm như:
- Phân loại sản phẩm theo kích thước ( như chiều cao…)
- Phân loại sản phẩm theo màu sắc
- Phân loại sản phẩm theo hình dạng
1.2.1.1 Phân loại sản phẩm theo màu sắc
Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc:
Hình 1.1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Cấu tạo cơ bản của một dây chuyền phân loại theo màu sắc
- Động cơ để kéo băng chuyền
- Cảm biến nhận biết màu sắc
- Xylanh hoặc cần gạt để phân loại sản phẩm
- Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu
Khi nhấn nút Start, động cơ điện một chiều được cấp điện áp một chiều, truyền chuyển động cho băng chuyền qua dây đai Piston hoặc cần gạt sẽ đẩy sản phẩm ra băng chuyền, nơi có các cảm biến thiết kế để nhận biết sản phẩm có màu sắc khác nhau Khi sản phẩm đi qua, cảm biến gửi tín hiệu về bộ PLC, và PLC sẽ phát tín hiệu cho van đảo chiều để điều khiển piston, đẩy từng sản phẩm màu sắc khác nhau vào nơi chứa riêng biệt.
Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc được áp dụng rộng rãi trong sản xuất gạch, ngói, đá Granite, cũng như trong phân loại sản phẩm nhựa và chế biến nông sản như cà phê và táo Việc sử dụng hệ thống này giúp nhà sản xuất giảm thiểu nhân công, tiết kiệm thời gian làm việc và nâng cao năng suất lao động.
1.2.1.2 Phân loại sản phẩm theo chiều cao
Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao:
- Động cơ điện để kéo băng chuyền
- Cảm biến nhận biết chiều cao
- Xylanh piston hoặc cần gạt để phân loại sản phẩm
- Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu
- Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống
- Nút nhấn và nhiều bộ phận phụ khác
Khi nhấn nút Start, động cơ điện một chiều đầu tiên được cấp điện áp một chiều, giúp băng chuyền thứ nhất hoạt động nhờ vào dây đai Băng chuyền này được trang bị cảm biến để nhận diện sản phẩm với chiều cao khác nhau.
Khi sản phẩm di chuyển qua cảm biến, tín hiệu được gửi đến bộ PLC để xử lý Sau đó, PLC điều khiển van đảo chiều, khiến piston đẩy sản phẩm cao và trung bình vào khay chứa tương ứng Sản phẩm thấp sẽ tiếp tục di chuyển đến băng chuyền thứ hai, nơi được phân loại vào hộp chứa Cuối cùng, động cơ một chiều thứ hai vận chuyển hộp chứa sản phẩm thấp về vị trí tương ứng.
Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp:
- Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất gạch, ngói
- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm như bánh kẹo, hoa quả
- Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bia, nước giải khát
1.2.1.3 Phân loại theo hình dáng
Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng:
+ Động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền
+ Động cơ bước gạt sản phẩm để phân loại
+ Cảm biến thị giác Camera (Nhận dạng vật thể qua Camera)
+ Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu
+ Các rơ le trung gian
+ Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống
Khi nhấn nút Start, động cơ điện một chiều được cấp điện áp một chiều, tạo ra chuyển động cho băng chuyền qua dây đai Băng chuyền được trang bị cảm biến thị giác Camera để nhận dạng sản phẩm.
Khi sản phẩm đi qua, cảm biến thị giác nhận diện và gửi tín hiệu đến bộ PLC để xử lý Sau đó, PLC phát tín hiệu điều khiển động cơ bước, gạt từng sản phẩm có hình dạng khác nhau vào các khu vực chứa riêng biệt.
Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp:
- Ứng dụng trong công nghiệp kiểm tra và phân loại sản phẩm có hình dáng khác nhau như: gạch, ngói, thực phẩm tiêu dùng…
- Ứng dụng trong kiểm tra và phân loại nông sản
- Ứng dụng kết hợp với Robot thông minh
1.2.2 Hệ thống đóng dấu sản phẩm
Chọn phương án cấp phôi
Phôi được đưa vào băng chuyền thông qua xilanh và ống cấp phôi, cho phép quá trình sản xuất và đóng dấu diễn ra liên tục mà không bị gián đoạn Sản phẩm sau khi sản xuất sẽ được chuyển đến vị trí đóng dấu một cách tự động trên một khoảng cách lớn, nhờ vào hệ thống băng chuyền hiệu quả.
Nhược điểm : cần tính toán và thiết kế băng chuyền
Chọn phương án thiết kế cơ cấu chấp hành cho việc đóng dấu nhãn hiệu lên sản phẩm không yêu cầu độ chính xác cao Do nhãn hiệu được đặt trên bề mặt phôi lớn, nên không cần thiết kế cơ cấu định vị phức tạp Quá trình đóng dấu thực hiện từ trên xuống, do đó, xi lanh mang cơ cấu đóng dấu không chỉ thực hiện chức năng đóng dấu mà còn kẹp chặt phôi, vì vậy không cần thiết kế thêm cơ cấu kẹp chặt.
Dựa trên phương án cấp phôi và cơ cấu đóng dấu đã chọn, nguyên lý làm việc sơ bộ được thiết kế như sau: Phôi sẽ được đẩy vào băng chuyền thông qua xilanh khí nén A Băng chuyền, được vận hành bởi động cơ điện, sẽ di chuyển phôi đến vị trí đóng dấu.
Phôi được đưa ra khỏi băng chuyền và di chuyển đến vị trí đóng dấu, nơi xilanh khí nén B với cơ cấu chấp hành (con dấu) hạ xuống để thực hiện quá trình đóng dấu lên bề mặt chi tiết.
Sau khi đóng dấu xong, xilanh khí nén C thực hiện đẩy phôi ra khỏi vị trí đóng dấu, chu trình được lặp lại cho sản phẩm tiếp theo.
Các thiết bị sử dụng trong hệ thống phân loại và đóng dấu sản phẩm
Một hệ thống đếm và phân loại sản phẩm thông thường gồm các thiết bị:
Băng tải là thiết bị chuyển tải hiệu quả và tiết kiệm chi phí, được sử dụng rộng rãi trong việc vận chuyển hàng hóa và nguyên vật liệu trong sản xuất, phù hợp với mọi khoảng cách.
Hệ thống băng tải đóng vai trò thiết yếu trong quy trình sản xuất và lắp ráp của các doanh nghiệp và nhà máy trên toàn quốc Nó không chỉ tạo ra một môi trường sản xuất năng động và khoa học mà còn giúp giải phóng sức lao động, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế.
Cấu tạo của băng tải gồm:
+ Một động cơ giảm tốc trục vít và bộ điều khiển kiểm soát tốc độ
+ Bộ con lăn, truyền lực chủ động
+ Hệ thống khung đỡ con lăn
+ Hệ thống dây băng hoặc con lăn
Hình 1.2 Ví dụ một băng tải trong công nghiệp Ứng dụng của băng tải:
Mỗi loại băng tải được sử dụng trong những trường hợp nhất định, cần tìm hiểu để có thể sử dụng đúng và đạt hiệu quả cao
Trong các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, việc sử dụng băng tải không chỉ tiết kiệm sức lao động và thời gian mà còn nâng cao hiệu quả công việc Mỗi loại băng tải phù hợp với những ứng dụng cụ thể, do đó việc tìm hiểu và lựa chọn đúng loại băng tải là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tối ưu trong sản xuất.
Hình 1.3 cảm ứng tiệm cận điện dung Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện dung:Cảm biến tiệm cận điện dung gồm bốn bộ phận chính:
Cảm biến (các bản cực cách điện)
Nguyên lý của cảm biến tiệm cận điện dung:
Trong cảm biến tiệm cận điện dung có bộ phận làm thay đổi điện dung C của các bản cực
Cảm biến điện dung hoạt động dựa trên nguyên lý đánh giá sự thay đổi điện dung của tụ điện Khi có vật thể đi qua vùng nhạy của cảm biến, điện dung của tụ điện sẽ tăng lên.
Sự thay đổi điện dung của cảm biến tiệm cận điện dung phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước và hằng số điện môi của vật liệu Bên trong, mạch sử dụng nguồn DC để tạo dao động, giúp cảm biến dòng đưa ra một dòng điện tỉ lệ với khoảng cách giữa hai tấm cực Cảm biến này có nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng phát hiện chính xác và không tiếp xúc với vật thể.
+ Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng,vật liệu phi kim
+ Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh
+ Có thể phát hiện các đối tượng có kích thước nhỏ
+ Phạm vi cảm nhận lớn
+ Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi
+ Chịu ảnh hưởng của bụi và độ ẩm
1.3.3 Các thiết bị điều khiển khí nén
Máy nén khí kiểu pittong, máy nén khí kiểu trục vít, máy nén khí kiểu cánh quạt, máy nén khí kiểu Root
Máy nén khí là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học từ động cơ điện hoặc động cơ đốt trong thành năng lượng nhiệt, tạo ra áp suất khí và khí nén.
1.3.3.2 Van điện từ khí nén
Van điện từ khí nén là thiết bị cơ điện dùng để kiểm soát lưu lượng khí hoặc chất lỏng Thiết bị này hoạt động với nguồn 24V DC và được điều khiển thông qua cuộn dây Khi cuộn dây được cấp nguồn, nó tạo ra từ trường, sinh ra lực tác dụng lên piston, giúp piston di chuyển đến các vị trí khác nhau.
Hình 1.4 van điện từ khí nén
Luồng khí được bơm vào bít tông tạo ra áp lực, khiến xilanh di chuyển ra ngoài Ngược lại, khi khí bên trong bít tông bị rút ra, lực hút sẽ làm xilanh di chuyển ngược lại.
Để thực hiện chức năng của mình, xy lanh khí nén chuyển đổi năng lượng tiềm năng của khí nén thành động năng, nhờ vào khả năng giãn nở của khí nén mà không cần nguồn năng lượng bên ngoài Khi khí nén được nén ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển, nó sẽ giãn nở và làm cho piston di chuyển theo hướng mong muốn Khi được kích hoạt, khí nén đi vào ống ở một đầu của piston, truyền lực lên piston và khiến nó di chuyển.
Xi lanh khí nén được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm công nghiệp lắp ráp, chế biến, gỗ và xi măng Đặc biệt, chúng đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực vệ sinh an toàn như lắp ráp điện tử, chế biến thực phẩm, và phân loại, đóng gói sản phẩm trong dây chuyền sản xuất tự động, cũng như trong chế tạo robot.
1.3.4 Mạch động lực động cơ
1.3.4.1 Động cơ giảm tốc Động cơ điện lại mang cấu tạo gồm 2 phần chính ấy là Stato và Roto
Stato của động cơ điện ba pha được cấu tạo từ các cuộn dây quấn trên lõi sắt, sắp xếp trên một vành tròn để tạo ra từ trường quay Roto hình trụ hoạt động như một cuộn dây quấn trên lõi thép Bên trong hộp giảm tốc, bộ truyền động sử dụng bánh răng và trục vít để truyền động hiệu quả.
Hình 1.7 Động cơ giảm tốc
Động cơ giảm tốc hoạt động dựa trên nguyên lý giảm số vòng quay của trục ra bằng cách lắp thêm hộp số giảm tốc lên động cơ điện, giúp thay đổi số vòng quay một cách linh hoạt Bên cạnh đó, việc điều chỉnh moment xoắn cũng là một yếu tố quan trọng, vì khó có thể chế tạo động cơ điện với cả số vòng quay và moment xoắn theo ý muốn.
Cấu tạo của rơ le trung gian
Thiết bị nam châm điện được cấu tạo bởi lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây, trong đó cuộn dây có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả hai Lõi thép động được giữ chặt bằng lò xo và được định vị thông qua một vít điều chỉnh Cơ chế tiếp điểm của thiết bị bao gồm cả tiếp điểm nghịch và tiếp điểm thường.
Khi dòng điện chạy qua rơ le, nó sẽ kích hoạt cuộn dây bên trong, tạo ra một từ trường hút Từ trường này tác động lên đòn bẩy bên trong, dẫn đến việc đóng hoặc mở các tiếp điểm điện, từ đó thay đổi trạng thái của rơ le Số lượng tiếp điểm điện thay đổi có thể là một hoặc nhiều, tùy thuộc vào thiết kế của rơ le.
Rơ le hoạt động với hai mạch độc lập, trong đó một mạch điều khiển cuộn dây của rơ le, quyết định trạng thái ON hoặc OFF Mạch còn lại kiểm soát dòng điện đi qua rơ le, dựa vào trạng thái hoạt động của nó.
Công dụng của rơle trung gian:
TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300VÀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG WINCC
Hệ thống điều khiển PLC
2.1.1 Sơ đồ khối của hệ thống PLC điển hình
Tất cả chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình như OB, FC hoặc FB, và được thực hiện theo chu kỳ vòng quét.
Để thực hiện chương trình điều khiển, PLC cần có cấu trúc tương tự như máy tính, bao gồm bộ vi xử lý (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ để lưu trữ chương trình và dữ liệu, cùng với các cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển và môi trường xung quanh.
Để phục vụ các bài toán điều khiển, PLC cần tích hợp các khối chức năng đặc biệt như bộ đếm (counter), bộ hẹn giờ (timer) và các khối hàm chuyên dụng khác.
Trong hệ thống điều khiển PLC, các phần tử nhập tín hiệu như chuyển mạch, cảm biến và nút nhấn được kết nối với đầu vào của thiết bị PLC Đồng thời, các phần tử chấp hành như đèn báo, rơ le và công tắc tơ được nối với đầu ra của PLC thông qua các đầu nối.
PLC là trung tâm điều khiển của hệ thống tự động, nơi chứa chương trình điều khiển trong bộ nhớ Máy tính liên tục theo dõi trạng thái hệ thống thông qua tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị đầu vào, từ đó phát tín hiệu điều khiển cho các thiết bị sản xuất tương ứng.
PLC có thể đáp ứng các yêu cầu điều khiển đơn giản và lặp lại theo chu kỳ, hoặc kết nối với các máy tính chủ khác thông qua hệ thống truyền thông để thực hiện các quy trình xử lý phức tạp.
Tín hiệu vào được nhận từ cảm biến hoặc thiết bị nhập liệu, trong khi đối tượng điều khiển bao gồm rơ le, motor, van, đèn báo và các thiết bị xuất khác kết nối với các ngõ ra của Modul ra Các modul này có thể là Digital Output (DO) hoặc Analog Output (AO).
2.1.3 Ưu điểm của hệ thống
Sự xuất hiện của hệ điều khiển PLC đã cách mạng hóa hệ thống điều khiển và thay đổi các quan niệm thiết kế liên quan Hệ điều khiển sử dụng PLC mang lại nhiều lợi ích đáng kể.
- Giảm 80% Số lượng dây nối
- Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp
- Có chức năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho công tác sửa chữa được nhanh chóng và dễ dàng
Chức năng điều khiển có thể được thay đổi dễ dàng thông qua thiết bị lập trình như máy tính hoặc màn hình, mà không cần can thiệp vào phần cứng, trừ khi có yêu cầu bổ sung hoặc giảm bớt các thiết bị xuất nhập.
- Số lượng Rơle và Timer ít hơn nhiều so với hệ điều khiển cổ điển
- Số lượng tiếp điểm trong chương trình sử dụng không hạn chế
- Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh (vài mS) dẫn đến tăng cao tốc độ sản xuất
- Chi phí lắp đặt thấp
- Chương trình điều khiển có thể in ra giấy chỉ trong vài phút giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống
2.1.4 Ứng dụng của hệ thống điều khiển PLC
Từ các ưu điểm nêu trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như:
- Hệ thống nâng vận chuyển
- Các ROBOT lắp giáp sản phẩm
- Dây chuyền lắp giáp Tivi
- Điều khiển hệ thống đèn giao thông…
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế, các bộ điều khiển PLC được thiết kế với cấu hình không cứng hóa, cho phép sử dụng nhiều loại tín hiệu đầu vào và đầu ra khác nhau Chúng được chia thành các modul, trong đó tối thiểu phải có một modul chính là modul CPU Các modul còn lại bao gồm modul truyền nhận tín hiệu và modul chức năng chuyên dụng như PID và điều khiển động cơ, được gọi là modul mở rộng Tất cả các modul này được gán trên các thanh ray (RACK).
Hình 2.2 Cấu trúc phần cứng của hệ thống PLC S7-300
Modul CPU là một loại module tích hợp các thành phần quan trọng như bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, bộ định thời, bộ đếm và cổng truyền thông Ngoài ra, modul này còn có thể bao gồm một số cổng vào/ra onboard, giúp nâng cao khả năng kết nối và tương tác với các thiết bị khác.
Các modul mở rộng được chia làm 5 loại chính:
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí một trạm PLC( S7-300)
- Modul PS (Power supply): modul nguồn nuôi Có 3 loại 2A ,5A và 10A
- Modul SM: Modul mở rộng cổng rín hiệu vào
- FM (Function modul): modul có chức năng điều khiển riêng
- IM (Interface module): Modul ghép nối
- CP (communication modul): Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính
2.1.6 Ngôn ngữ lập trình trong PLC S7-300
PLC S7-300 có dạng ba ngôn ngữ lập trình cơ bản:
Ngôn ngữ lập trình LAD: (Ngôn ngữ “giản đồ thang”)
Với loại ngôn ngữ này rất thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic chương trình được viết dưới dạng liên kết giữa các công tắc
Ngôn ngữ lập trình FBD : (Ngôn ngữ “hình khối”)
Ngôn ngữ này phù hợp cho những người có kinh nghiệm trong việc sử dụng và thiết kế mạch điều khiển số, với chương trình được viết dưới dạng liên kết các hàm logic.
Ngôn ngữ lập trình STL, hay còn gọi là ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, là một loại ngôn ngữ lập trình phổ biến cho máy tính Chương trình trong STL được cấu thành từ nhiều lệnh sắp xếp theo một thuật toán cụ thể, với mỗi lệnh nằm trên một dòng và có cấu trúc chung là: "tên lệnh" + "toán hạng".
Chương trình được viết bằng ngôn ngữ LAD hoặc FBD có thể dễ dàng chuyển đổi sang dạng STL, nhưng quá trình ngược lại không khả thi do STL chứa nhiều lệnh không có trong LAD và FBD.
Hình 2.4 Ngôn ngữ tối ưu nhất STL là ngôn ngữ mạnh nhất trong ba ngôn ngữ trên
2.1.7 Các ngõ địa chỉ vào/ra
Một chương trình trong S7-300 có thể sử dụng các kiểu dữ liệu sau:
+ BOOL: với dung lượng là 1 bit và có giá trị là 0 hoặc 1 (đúng hoặc sai) Đây là kiểu dữ liệu biến có hai giá trị
+ BYTE: gồm 8 bits, thường được dùng để biểu diễn một số nguyên dương trong khoảng từ 0 đến 255 hoặc mã ASCII của một ký tự
+ DWORD: Là từ kép có giá trị là: 0 đến 2 32 -1
+ INT: cũng có dung lượng là 2 bytes, dùng để biểu diễn một số nguyên trong khoảng: -2 15 2 15 -1
+ DINT: gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn số nguyên từ -2 31 2 31 -1
+ REAL: gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số thực dấu phảy động có giá trị là: -3,4E 38 3,4E 38 Ví dụ: 1.234567e+13
+ S5t (hay S5Time): khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây: -2 -31 +2 31 -1 ms + TOD: Biểu diễn giá trị tức thời tính theo Giờ/phút/giây
+ DATE: Biểu diễn thời gian tính theo năm / ngày / tháng
+ CHAR: biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự) (ASCII code)
2.1.8 Các lệnh trong lập trình LAD
Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm
Dữ liệu vào/ra: Vào: I0.0 : BOOL
Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, T, C, D, L
Hình 2.5 Khối thực hiện chức năng RESET Lệnh Set
Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, T, C, D, L
Hình 2.6 Khối thực hiện chức năng SET
Tín hiệu ra Q4.0 = 1 (Q4.0 sẽ được thiết lập ) khi I0.0 =1
Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, D, L
Khi I0.0 = 1 và I0.1 = 0 Merker M0.0 bị Reset và đầu ra Q4.0 là "0" Nếu I0.0
= 0 và I0.1 = 1 thì Set cho M0.0 và đầu ra Q4.0 là "1"
Khi cả hai đầu vào Set và Reset đồng thời = 1 thì M0.0 và Q4.0 có giá trị là "1"
Hình 2.7 Khối thực hiện chức năng RS
Hình 2.8 Khối thực hiện chức năng SR Khi I0.0 = 1 và I0.1 =0 thì Set cho Merker M0.0 và đầu ra Q4.0 là "1" Nếu I0.0 = 0 và I0.0 = 1 thì M0.0 bị Reset và đầu ra Q4.0 là "0"
Khi cả hai đầu vào Set và Reset đồng thời = 1 thì M0.0 và Q4.0 có giá trị là "0"
Trong kỹ thuật số, trạng thái của Trigơ RS sẽ bị cấm khi R=1 và S=1 Do đó, có hai loại bộ nhớ là RS và SR, trong đó Trigơ RS ưu tiên R, còn Trigơ SR ưu tiên S.
Nguyên lý làm việc chung của bộ Timer
Bộ thời gian Timer là bộ tạo thời gian trễ T mong muốn giữa tín hiệu logic đầu vào X(t) và đầu ra Y(t)
Tổng quan về hệ thống Wincc
WinCC là phần mềm IHMI (Giao diện Người-Máy Tích hợp) đầu tiên, cho phép kết hợp điều khiển với tự động hóa Các thành phần dễ sử dụng của WinCC giúp tích hợp ứng dụng mới và hiện có mà không gặp trở ngại Đặc biệt, WinCC cho phép người dùng tạo giao diện điều khiển, giúp theo dõi hoạt động của quá trình tự động hóa một cách dễ dàng.
Phần mềm này hỗ trợ giao tiếp trực tiếp với nhiều loại PLC từ các hãng khác nhau như SIEMENS và MITSUBISHI, đặc biệt nổi bật trong việc truyền thông với PLC của SIEMENS Nó được cài đặt trên máy tính và kết nối với PLC qua cổng COM1 hoặc COM2 Để thực hiện kết nối này, cần sử dụng bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 của máy tính sang chuẩn RS-485 của PLC.
Hình 2.19 Giao diện chính của Wincc
WinCC có tính năng mở, cho phép người dùng dễ dàng tạo giao diện người-máy chính xác theo nhu cầu thực tế Các nhà cung cấp hệ thống có thể phát triển ứng dụng của họ trên nền tảng giao diện mở của WinCC, giúp mở rộng hệ thống hiệu quả Ngoài ra, WinCC còn có khả năng thích ứng để xây dựng các hệ thống cấp cao như MES và ERP.
Các chức năng của WinCC
- Lập cấu hình hoàn chỉnh
- Hướng dẫn giới thiệu về việc lập cấu hình
- Thích ứng việc ấn định, gọi với lưu trữ các dự án
- Quản lí các dự án
- Có khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sự dụng trong một project
- Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình
- Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ/cấu trúc hệ thống
- Thiết lập cấu hình toàn cục
- Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt
- Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo
- Báo cáo trạng thái hệthống
- Thiết lập hệ thống đích
- Chuyển giữa Run-timer và cấu hình
Kiểm tra chế độ mô phỏng và trợ giúp thao tác để cấu hình dữ liệu, bao gồm dịch hình vẽ, mô phỏng tag, hiển thị trạng thái và thiết lập thông báo.
2.1.2 Truyền thông trong môi trường wincc
Trình quản lý dữ liệu (Data manager):
Cơ sở dữ liệu WinCC sử dụng Sylbase SQL Anywhere để lưu trữ hồ sơ tất cả dữ liệu cấu hình, bao gồm danh sách Tag, thông điệp văn bản, giá trị đo được và các mẫu tin dữ liệu của người dùng.
Cơ sở dữ liệu này hoạt động như một trình quản lý dữ liệu Wincc Data Manager, giúp quản lý thông tin hiệu quả, nhưng người dùng không thể truy cập trực tiếp vào giao diện của trình quản lý này.
Trình quản lý dữ liệu chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu được tạo ra từ dự án WinCC và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của dự án Nó quản lý các WinCC tag trong quá trình chương trình hoạt động Tất cả dữ liệu của WinCC cần được truy xuất từ trình quản lý dữ liệu dưới dạng WinCC tag.
Các ứng dụng này bao gồm: Graphics Runtime, Alam Logiging Runtime, Tag Logiging Runtime
Các trình điều khiển truyền thông đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối WinCC với các PLC khác, giúp truyền tải dữ liệu hiệu quả Chúng bao gồm một C++ DLL, mà giao tiếp của trình quản lý dữ liệu được gọi là kênh APL Những trình điều khiển này cung cấp giá trị quá trình cho các WinCC Tag và có định dạng tệp mở rộng là “.chm”.
Ngõ vào Communication Driver trong Tag Management bao gồm ít nhất một sub-entry, hay còn gọi là đơn vị kênh Mỗi đơn vị kênh tương ứng với một bộ lái Hardware cụ thể, do đó, để thiết lập Modul truyền thông của PLC, cần phải định nghĩa rõ ràng đơn vị kênh.
Để kết nối với PLC và thực hiện việc đọc ghi giá trị quá trình, người dùng cần thiết lập một kết nối mới Điều này được thực hiện bằng cách nhấp chuột phải vào đơn vị kênh và chọn "New Driver Connection" từ menu.
Thiết lập các cấu hình truyền thông
Các dịch vụ truyền thông của Wincc gồm có truyền thông sau:
2.1.3 Các chức năng của wincc
Tùy theo chức năng sử dụng mà người dùng có thể chọn các gói khác nhau trong Wincc như một trong các lựa trọn của sản phẩm
Các gói cơ bản của Wincc được chia làm hai loại sau:
Gói Wincc Runtime (RT) cung cấp các chức năng cần thiết để vận hành ứng dụng Wincc, bao gồm hiển thị thông tin, điều khiển thiết bị, thông báo trạng thái và giá trị điều khiển, cũng như tạo báo cáo.
Wincc Complete Package (RC): bao gồm bản quyền để xây dựng cấu hình hệ thống và bản quyền chạy ứng dụng
Ngoài các gói phần mềm cơ bản, Wincc còn cung cấp các Modul nâng cao cho các ứng dụng phức tạp hơn (Wincc Options) và các Modul mở rộng đặc biệt (Wincc Add-on).
Module này chịu trách nhiệm nhận và lưu trữ các thông báo Nó có chức năng nhận thông tin báo từ các quá trình chuẩn bị, hiển thị, lưu trữ và hồi đáp Tính năng Alarm logging giúp xác định nguyên nhân lỗi Các đặc tính của hệ thống Alarm logging bao gồm khả năng theo dõi và phân tích thông báo để cải thiện hiệu suất.
+ Cung cấ p các thơng tin về lõi và trạng thái hoạt động của hệ thống tồn diện + Cho phép sớm nhận ra các tình trạng nguy cấp
+ Tránh và giảm thiểu thông báo
+ Chất lượng sản phẩm tăng
- Hệ thống cấu hình Alarm longging Cs
- Hệ thống run-time (Alarm longging RT)
- Hệ thống cấu hình Alarm longging Cs
- Hệ thống run-time (Alarm longging RT)
+ Nhiệm vụ của Alarm Longging CS
Sử dụng Alarm Logging CS để cấu hình thông báo theo ý muốn, giúp hiển thị thông tin một cách hiệu quả Cấu hình Alarm Logging trong WinCC cung cấp giao diện đã được thiết lập sẵn, tạo thuận lợi cho người dùng.
+ Nhiệm vụ của Alarm longging RT
Thu thập và lưu trữ các thông báo cùng hồi đáp Chuẩn bị thông báo để hiển thị và thiết lập thông báo hoàn chỉnh cho Alarm logging bằng cách thực hiện các bước sau đây.
+ Định dạng khối bản tin
+ Sửa đổi cửa sổ bản tin
+ Định dạng cấu hình bản tin
+ Đặt lớp màu cho bản tin
+ Chèn cửa sổ bản tin vào trong màn hình
+ Đặt thông số ứng dụng và chạy ứng dụng
Mở cửa sổ Alarm longing Trong cửa sổ Alarm longging gồm các thư mục chính sau:
+ Massage blocks: Khối thông báo chức năng chứa các thông tin hệ thống và các tham số khác, các khối thông báo được chia thành ba vùng chính sau
Các khối hệ thống (System blocks): Các khối này chứa dữ liệu hệ thống được gán bởi Alarm longging Các dữ liệu bao gồm: ngày giờ, báo cáo
Các khối giá trị quá trình (Process value): các khối này chứa các giá tri chuyển từ quá trình như: Vượt ngưỡng và giá trị nhiệt độ quá cao
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
Yêu cầu công nghệ
3.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế
Sử dụng một băng tải vận chuyển sản phẩm
Sử dụng 1 cảm biến đặt trước piston có nhiệm vụ phân loại sản phẩm và 1 cảm biến đặt trước piston đóng dấu sản phẩm thấp
Sử dụng một động cơ dùng kéo băng tải
Sử dụng hai piston dùng để đẩy sản phẩm và đóng dấu sản phẩm
Sản phẩm được hiển thị trên giao diện WinCC sau khi được đẩy ra khỏi băng tải và đóng dấu Hệ thống xilanh khí nén mang lại nhiều ưu điểm như tốc độ làm việc nhanh, độ tin cậy cao, chính xác, dễ dàng điều khiển và lắp đặt, cùng với giá thành thấp.
Nhược điểm : Phải có hệ thống cung cấp khí nén
Với những lợi ích nổi bật và việc nhiều nhà máy hiện nay đã trang bị sẵn hệ thống khí nén, giải pháp này giúp khắc phục phần nào nhược điểm, trở thành phương án tối ưu cho quá trình thực hiện.
Trong báo cáo này em làm về hệ thống phân loại sản phẩm và đóng dấu sản phẩm như sau
Có 2 loại sản phẩm cao và thấp
Khi nhấn nút khởi động, hệ thống sẽ bắt đầu hoạt động, động cơ băng tải sẽ được kích hoạt và PLC sẽ được cấp điện Vật phẩm được đặt lên băng tải với hai chiều cao khác nhau, trong đó sản phẩm cao sẽ bị loại bỏ, chỉ sản phẩm thấp được đóng dấu ngẫu nhiên.
Hai cảm biến được đặt ở 2 vị trí chuẩn tương ứng với 2 mức 1, mức 2 Cụ thể:
Cảm biến 1: được đặt ở độ cao chuẩn của sản phẩm cao (mức 2)
Cảm biến 2: được đặt ở độ cao chuẩn của sản phẩm thấp (mức 1)
Khi vật đi qua 2 cảm biến vị trí được gắn tương ứng với hai mức: mức 1 và mức 2
Khi cảm biến 1 (cảm biến xác định sản phẩm cao) phát hiện vật, piston sẽ đẩy sản phẩm sang băng chuyền dành cho sản phẩm cao, đồng thời làm tăng số lượng sản phẩm cao lên 1.
Nếu cảm biến 1 không phát hiện vật có chiều cao phù hợp, trong khi cảm biến 2 phát hiện vật có chiều cao thấp tiêu chuẩn, thì piston sẽ đóng dấu và số lượng vật thấp sẽ tăng lên 1.
Nếu cả hai cảm biến không phát hiện vật, băng chuyền sẽ tiếp tục hoạt động cho đến khi nhấn nút dừng Hệ thống sẽ khởi động lại khi nhấn nút bắt đầu.
Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống khi nhấn Start
Hình 3.2 Các tag giá trị trong phần mềm winCC
Hình 3.3 Mô phỏng mô hình trên phần mềm giám sát WinCC
3.1.4 Chương trình LAD Step 7-s300 điều khiển