nghiên cứu ứng dụng plc s7_300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động

71 615 1
nghiên cứu ứng dụng plc s7_300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ    TRẦN MINH DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC S7_300 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN MỞ CỬA NHÀ KHO TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Th. S VŨ THĂNG LONG Nha Trang, tháng 6 năm 2012 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: TRẦN MINH DŨNG Lớp : 50 CKCD Chuyên ngành : Công nghệ cơ điện tử Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng PLC S7_300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động. Số trang Số chương :04 Hiện vật: 01 quyển báo cáo, 01 mô hình, 01 bộ điều khiển. NHẬN XÉT Kết luận Nha Trang, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hướng dẫn ( ký và ghi rõ họ tên ) PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI Họ và tên sinh : TRẦN MINH DŨNG Lớp : 50 CKCD Chuyên ngành : Công nghệ cơ điện tử Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng PLC S7_300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động. Số trang Số chương :04 Hiện vật: 01 quyển báo cáo, 01 mô hình, 01 bộ điều khiển. NHẬN XÉTCỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Kết luận Nha Trang, ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ PHẢN BIỆN ( Ký ghi rõ họ tên ) _________________________________________________________________ Nha Trang, ngày tháng năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ( Ký ghi rõ họ tên ) Điểm phản biện Bằng số Bằng chữ Điểm chung Bằng số Bằng chữ 1 LỜI CẢM ƠN Cơ Điện Tử là một nghành học mới ở nước ta, nhưng nó ngày càng khẳng định được vai trò trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày nay và sự phát triển của đất nước trong tương lai. Đây là nghành có sự hội tụ và đúc kết của ba chuyên nghành là cơ khí, tin học và điện tử mà sản phẩm cuối cùng của nó là một hệ thống tự động hóa góp phần giải phóng sức lao động của con người. Đối với sinh viên Cơ Điện Tử để làm quen được với các hệ thống máy móc, công nghệ bên ngoài thì quá trình học lý thuyết đi kèm với thực tế là hết sức cần thiết. Đề tài tốt nghiệp với nội dung “ Nghiên cứu ứng dụng PLC S7_300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động”, đã cho em những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng bổ ích qua quá trình vận dụng kiến thức được học tập từ nhà trường vào thực tiễn. Sau một thời gian tập trung thiết kế, được sự hướng dẫn tận tình của Thầy Vũ Thăng Long, và các Thầy trong bộ môn Cơ Điện Tử -Khoa Cơ Khí em đã hoàn thành đề tài trong thời gian đặt ra. Chúng em xin chân thành cảm ơn quí thầy đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Vì kiến thức còn hạn chế nên trong đề tài còn một số nhược điểm, kính mong quý Thầy tận tình giúp đỡ, bổ sung để đề tài chúng em được hoàn thiện hơn và bước đầu có những ứng dụng vào hoạt động thực tiễn. Nha Trang: 06/2012 Sinh Viên: TRẦN MINH DŨNG 2 MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC 2 DANH MỤC CÁC HÌNH 3 LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7_300 VÀ HỆ THỐNG CỬA NHÀ KHO TỰ ĐỘNG 6 1.1.TỔNG QUAN VỀ PLC S7_300 VÀTỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH 7 1.2. PHÂN LOẠI TỰ ĐỘNG HÓA 10 1.2.1 Tự động hóa cứng 10 1.2.2 Tự động hóa lập trình 10 1.2.3Tự động hóa linh hoạt 10 1.3 SỰ CẦN THIẾT CỦA TỰ ĐỘNG HÓA 11 1.4.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG 12 1.4.1 Các loai cửa tự động hiện nay 13 1.4.2 Một số cửa tự động sử dụng trên địa bàn Nha Trang 17 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 2.2.1. thiết kế phần cơ khí 19 2.2.2.Kết cấu mô hình 22 2.2.3. Mạch điều khiển 23 2.2.3.1 Khối cảm biến 23 2.2.3.2 Khối cách li quang 25 2.2.3.3 Khối hiển thị 27 2.2.3.4 Khối nguồn 31 2.2.4. Phần mềm và giải thuật điều khiển 36 2.2.4.1. Giới thiệu PLC S7-300 37 2.2.4.2. Các thành phần cơ bản của một bộ PLC 38 2.2.4.3 Cấu trúc phần cứng của hệ thống plc s7-300 40 2.2.5. lưu đồ và giải thuật điều khiển 44 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 56 4.1 KẾT LUẬN 57 4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN . 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 59 3 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cửa trượt 12 Hình 1.2: Cửa kéo 14 Hình 1.3: Cửa cuốn 15 Hình 1.4: Cửa trượt 16 Hình 1.5: Cửa trượt 17 Hình 2.1: Mô hình 1 19 Hình 2.2: Mô hình 2 20 Hình 2.3: Mô hình 3 21 Hình 2.4: Khung mô hình 22 Hình2.5: Kích thước cửa 23 Hình 2.7: Quang trở 23 Hình 2.8: LED 24 Hình 2.9: LM324 24 Hình 2.10: sơ đồ chân LM324 25 Hình 2.11: Mạch cách ly quang 25 Hình 2.12: opto 26 Hình2.13: Cấu tạo của opto 26 Hình 2.14: Khối hiển thị 27 Hình 2.15: Led 7 doạn 27 Hình2.16: cấu trúc led 7 đoạn 28 Hình 2.17: LED anot chung 28 Hình 2.18: LED cathode chung 28 Hình 2.19: Sơ đồ chân 7447 29 Hình 2.20: Sơ đồ kết nối 7447 29 Hình 2.22: Sơ đồ mạch nguồn 31 Hình 2.23: Diode 31 Hình 2.24: Cấu tạo diode 31 Hình 2.25:Phân cực thuận và đường đặc tính của Diode 32 Hình 2.26:Cấu tạo của tụ điện 33 4 Hình2.27:Hình dáng của các loại tụ điện. 33 Hình 2.28:Sơ đò chân của họ 78xx. 34 Hình 2.29:Hình dáng thực tế của role. 34 Hình 2.30:Hình dáng thực tế của công tắc hành trình 36 Hình 2.31:Phần cứng s7-300 37 Hình 2.32:Bộ s7-300 38 Hình 2.33:Sơ đồ bố trí trạm plc s7-300 40 Hình 3.1: Mô hình tổng thể 47 Hình 3.2: Ô tô 47 Hình 3.3: Mạch điện tử 48 Hình 3.4: Bảng điều khiển 48 Hình 3.5: Cổng vào ra 49 Hình 3.6: Kiểm tra bằng tay 49 Hình 3.7: Kiểm tra tín hiệu cảm biến 50 Hình 3.8: Kiểm tra tín hiệu cảm biến 50 Hình 3.9: Bảng kết nối vào ra 51 Hình 3.10: Tổng quan kết nối 52 Hình 3.11: Xe vào cổng 52 Hình 3.12: Cảm biến hoạt động 53 Hình 3.13: Cảm biến xuyên qua thanh đục lỗ 54 Hình 3.14: Xe vào cửa 54 Hình 3.15: Bảng hiển thị 55 5 LỜI NÓI ĐẦU  Trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, cơ khí nói chung đóng một vai trò rất quan trọng. Nhưng ngày nay với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, cơ khí truyền thống không thể mang lại hiệu quả cao trong nền kinh thế thị trường. Chính vì vậy xuất hiện một xu hướng mới trong công nghệ, đó là sự kết hợp giữa cơ khí, công nghệ thông tin và điện tử để hình thành một lĩnh vực mới - Lĩnh vực cơ khí tự động hóa. Trên thế giới, cơ khí tự động hóa đã xuất hiện khá lâu đời và phát triển rất mạnh nhưng tại Việt Nam đây là lĩnh vực mới và đang trong quá trình hình thành và phát triển. Tự động hóa là một lĩnh vực vô cùng rộng lớn,nó xâm nhập mọi nơi,mọi lĩnh vực trong đời sống.Một trong những sản phẩm của Cơ điện tử - Tự động hóa là hệ thống cựa nhà kho tư động kiểm soát sự ra vào của các loại hàng hóa.Nhiệm vụ canh mở cửa nhà kho là một công việc tưởng chừng như đơn giản nhưng lại nhàm chán,lãng phí thời gian mà chảng ai muốn làm. Bên cạnh đó nhu cầu và sự phát triển của nhà kho sân bãi là rất nhiều. Nắm bắt được tầm quan trọng và tính cấp thiết của hệ thống, em thực hiện nghiên cứu “ Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống cửa nhà kho tự động” 6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7_300 VÀ HỆ THỐNG CỬA NHÀ KHO TỰ ĐỘNG 7 1.1.TỔNG QUAN VỀ PLC S7_300 VÀTỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình. Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau : + Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học . + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa. + Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp . + Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp . + Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mạng , các môi Modul mở rộng. + Giá cả cá thể cạnh tranh được. Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các Logic thời gian .Tuy nhiên ,bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp . Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm , định thời , thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớùn … Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều hơn. Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình . Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện viêïc điều khiểûn dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC . Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay . Cấu trúc , nguyên lý hoạt động Cấu trúc Tất cả các PLC đều có thành phần chính là : Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM ). Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC . Các Modul vào /ra. [...]... loại cửa tự động mà chỉ có 1 cánh đóng mở tự động còn lại 1 cánh là đóng mở như loại bình thường + Cửa tự động có hai cánh: Loại cửa này được dùng rộng rãi hơn so với loại cửa tự động 1 cánh +Theo phần mạch điều khiển, hiện nay thì hầu hết những loại cửa tự động mới đều dùng loại mạch phi tiếp điểm dung phần mềm lôg dể điều 17 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU... được tốt yêu cầu này Chính vì những ưu điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao chất lượng hoạt động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích hơn 1.4.1 Các loai cửa tự động hiện nay Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trượt Nhưng chúng thường được sản xuất ở nước ngoài... cửa tự động khắc phục tốt những nhược điểm của cửa thường Mục đích của việc thiết kế cửa tự động là để tạo ra được một loại cửa vừa duy trì được những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục những nhược điểm lớn của loại cửa bình thường Do đó, khi sử dụng cửa tự động, người dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động đóng mở theo ý muốn của mình Với tính năng này, cửa. .. thuật cảm biến và plc để điều hệ thống cửa nhà kho 2.1.1.Các bước nghiên cứu - Bước 1 Nghiên cứu và khảo sát cách thức hoạt động của các loại cửu nhà kho hiện nay - Bước 2 Đề xuất phương án tự động hóa - Bước 3 Thiết kế phần cơ khí cho mô hình - bước 4 Nghiên cứu và thiết kế mạch điều khiển - bước 5 Tiến hành xây dựng các giải thuật - bước 6 Tiến hành thực nghiệm 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.2.1 thiết kế... hiểm cho người sử dụng 14 b Cửa cuốn Loại cửa này với cánh cửa có khả năng cuộn tròn lại được Khi có tín hiệu điều khiển đóng mở cửa động cơ của cửa sẽ tác động qua một trục cuốn cửa cuộn tròn quanh trục đó Ưu điểm loại cửa này là gọn nhẹ tiện dụng và dễ sử dụng chỉ cần một động cơ công suất nhỏ Thường được dùng làm cửa cho gala ôtô Nó có tính kinh tế cao vì dễ chế tạo Nhược điểm là cửa không chắc... sử dụng rộng rãi Nhu cầu cửa tự động ở Việt Nam là rất lớn về số lượng và chủng loại 13 a Cửa kéo Loại cửa này nhìn rất lạ, với kết cấu đơn giản một động cơ được gắn cố định với trần nhà Cửa được động cơ kéo bằng một đoạn dây Loại cửa này có đặc điểm là có một rãnh trượt cố định cho phép cánh cửa thể trượt qua trượt lại Loại cửa này thường được sử dụng trong nhà hàng, khách sạn,cơ quan hay sân bay, nhà. .. sử dụng thiết bị cao (85%) năng suất cao và tính linh hoạt rất cao Nó được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô, máy kéo và công nghiệp hàng không Trong hệ thống sản xuất linh hoạt có thể áp dụng tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, tự động thiết kế quy trình công nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển. .. 1 2.2.3.2 Khối cách li quang 3 4 3 VCC _PLC CON4 VSS TRO_THANH_DAT _PLC 5 ISO16 4 OPTO ISOLATOR-A 3 IN _PLC2 2 1 1 2 ISO15 OPTO ISOLATOR-A IN _PLC1 4 VSS 1 SEN2 2 VSS VCC _PLC 1 2 3 4 C SEN1 1 INT _PLC IN _PLC1 IN _PLC2 IN _PLC3 IN _PLC4 GND _PLC 3 4 ISO17 OPTO ISOLATOR-A IN _PLC3 3 2 VCC _PLC VCC _PLC 4 VSS 1 SEN4 2 4.7K INT_CAMBIEN 12V 5 4 3 2 1 ISO18 OPTO ISOLATOR-A IN _PLC4 5 4 3 2 VSS 1 C SEN3 IN_SEN1 IN_SEN2... nơi này Hình 1.5: Cửa trượt lại yêu cầu có tính hiện đại, sang trọng và tiện dụng Sử dụng cửa tự động tại những nơi này sẽ phát huy được tất cả những ưu điểm của nó Tuy nhiên cửa tự động cũng có rất nhiều loại tuỳ theo yêu cầu về mục đích sử dụng như trọng lượng cửa, chiều cao hay phần mạch điều khiển cửa Theo trọng lượng cửa thì có các loại sau: loại 200 kg/hai cánh tại khach san sheraton,loại 180kg/2... bị cản trở Thứ ba, sử dụng cửa tự động sẽ giúp người dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng thể rất cần thiết trong nhịp sống công nghiệp hiện đại ngày nay Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày càng phát huy ưu điểm Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, cũng như sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều người cùng sử dụng chung một cánh cửa Thêm vào đó, hiện . TỔNG QUAN VỀ PLC S7_ 300 VÀ HỆ THỐNG CỬA NHÀ KHO TỰ ĐỘNG 6 1.1.TỔNG QUAN VỀ PLC S7_ 300 VÀTỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH 7 1.2. PHÂN LOẠI TỰ ĐỘNG HÓA 10 1.2.1 Tự động hóa cứng 10 1.2.2 Tự động hóa lập. nghệ cơ điện tử Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng PLC S7_ 300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động. Số trang Số chương :04 Hiện vật: 01 quyển báo cáo, 01 mô hình, 01 bộ điều khiển. NHẬN XÉTCỦA CÁN. nội dung “ Nghiên cứu ứng dụng PLC S7_ 300 để điều khiển mở cửa nhà kho tự động , đã cho em những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng bổ ích qua quá trình vận dụng kiến thức được học tập từ nhà trường

Ngày đăng: 06/08/2014, 15:50

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan