Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình thực hành PLC phân loại sản phẩm theo khối lượng

69 1.3K 4
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình thực hành PLC phân loại sản phẩm theo khối lượng

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

MỤC LỤCMỤC LỤC HÌNH ẢNH....................................................................................4MỤC LỤC BẢNG.............................................................................................6MỞ ĐẦU6CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI91.1 Lịch sử phát triển của PLC91.2 Một số đề tài tương tự với đề tài đang nghiên cứu.101.2.1 Mô hình đóng gói và phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng plc s7200101.2.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng plc s7200111.3 Mô tả quá trình121.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu.121.5 Phương pháp nghiên cứu.12CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT142.1 Tìm hiểu về plc142.1.1 Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình plc khái niệm về plc142.1.2 Ưu điểm của plc142.1.3 Ứng dụng của hệ thống sử dụng PLC152.1.4 Giới thiệu tổng quát về họ PLC S7200152.1.5 Module mở rộng162.2 Giới thiệu phần mềm lập trình của PLC S7 200.....................................162.3 Cảm biến khối lượng182.4 Cảm biến quang202.4.1 Cấu tạo chung212.4.1.1 Bộ Phát sáng212.4.1.2 Bộ Thu sáng212.4.1.3 Mạch xử lý tín hiệu ra212.4.2 Ưu điểm của cảm biến quang212.4.3 Hiện nay, có các loại cảm biến quang222.4.4 Cảm biến quang thu phát chung khuyếch tán dùng trong đồ án222.5 Động cơ điện một chiều232.5.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều242.5.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều242.5.3 Phân loại động cơ điện một chiều252.6 Van, xi lanh khí nén252.6.1 Van điện từ252.6.2 Van tiết lưu262.6.3 Xi lanh kí nén27 2.6.3.1 Xi lanh tác dụng đơn (xi lanh 1 chiều)27 2.6.3.2Xi lanh tác dụng kép (xi lanh 2 chiều)272.7 Rơ le282.8 Băng tải29CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ TÍCH HỢP HỆ THỐNG313.1 Thành phần trong hệ thống313.2 Thiết kế hệ thống cơ khí313.2.1 Thiết kế kiểu dáng hình học...........................................................313.2.2 Tính toán chọn động cơ.................................................................323.2.3 Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống cơ khí và chế tạo băng tải......353.2.3.1 Chọn bộ truyền đai, ổ bi..........................................................353.2.3.2 Chon vật liệu và làm khung băng tải.......................................363.2.3.3 Chọn xi lanh............................................................................373.2.3.4 Van khí nén hút điện...............................................................383.2.3.5 Đồng hồ đo áp suất..................................................................393.3 Thiết kế hệ hệ thống điều khiển..............................................................393.3.1 Thiết kế sơ đồ, mạch, lưu đồ điều khiển..........................................393.3.2 Chọn linh kiện cho hệ thống điều khiển...........................................413.3.2.1 Plc s7200 CPU 222 24VDC..................................................413.3.2.1.1 Cấu hình vào ra của S7200 CPU222 24VDC.................413.3.2.1.2 Cấu trúc của CPU 222......................................................423.3.2.1.3 Đặc điểm ngõ vào ra của plc s7 200.................................433.2.2.1.4 Kết nối plc với máy tính..................................................433.2.2.2 Module EM235 và cách cài đặt.............................................443.2.2.3 Nguồn nuôi của hệ thống........................................................483.2.2.4 Loadcell..................................................................................493.2.2.5 Role.........................................................................................503.2.2.6 Cảm biến.................................................................................513.2.2.7 Bộ hạ áp 24V> 12V...............................................................523.2.3 Lập trình trên PLC............................................................................523.2.3.1 Thống kê các biến đầu VàoRa...............................................523.2.3.2 Chương trình điều khiển..........................................................533.2.4 Thiết kế giao diện bằng wincc..........................................................60CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ624.1 Kết quả đạt được.....................................................................................624.2 Hạn chế của đề tài...................................................................................624.3 Hướng phát triển......................................................................................63TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................64

MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC BẢNG MỤC LỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .10 1.1Lịch sử phát triển PLC 10 1.2 Một số đề tài tương tự với đề tài nghiên cứu .11 1.2.1 Mô hình đóng gói phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng plc s7-200 .11 1.2.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng plc s7-200 12 Hình 1.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng PLC s7-200 (http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-thi-cong-lap-trinh-mo-hinh-phanloai-san-pham.html) 13 1.3 Mô tả trình .13 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu 13 1.5 Phương pháp nghiên cứu .14 2.1 Tìm hiểu plc .15 2.1.1 Tổng quan điều khiển logic khả trình plc khái niệm plc 15 2.1.2 Ưu điểm plc 15 2.1.3 Ứng dụng hệ thống sử dụng PLC 16 2.1.4 Giới thiệu tổng quát họ PLC S7-200 .16 Hình 2.2 Hình dáng cấu trúc bên PLC s7-200 17 2.1.5 Module mở rộng 17 2.2 Giới thiệu phần mềm lập trình PLC S7 200 .17 Cảm biến khối lượng 19 Hình 2.4 Hình ảnh cho Loadcell 19 Hình 2.5 Tín hiệu vào loadcell 19 Hình 2.6 Cấu tạo Loadcell 20 Hình 2.7 Hình ảnh cho Loadcell dạng 20 Hình 2.8 Biểu đồ đặc tính cho loadcell 21 2.4 Cảm biến quang .21 2.4.1 Cấu tạo chung 22 2.4.1.1 Bộ Phát sáng 22 2.4.1.2 Bộ Thu sáng .22 2.4.1.3 Mạch xử lý tín hiệu 22 2.4.2 Ưu điểm cảm biến quang 22 2.4.3 Hiện nay, có loại cảm biến quang 23 2.4.4 Cảm biến quang thu phát chung khuyếch tán dùng đồ án 23 Hình 2.11 Hoạt động Cảm biến quang thu phát chung khuyếch tán .23 Hình 2.12 Các dây tín hiệu cảm biến 24 2.5 Động điện chiều 24 Hình 2.13 Động điện chiều thực tế 24 2.5.1 Cấu tạo động điện chiều 25 Hình 2.14 Cấu tạo động điện chiều .25 2.5.2 Nguyên lý làm việc động điện chiều 25 2.5.3 Phân loại động điện chiều 25 2.6.1 Van điện từ 26 Hình 2.15 Van điện từ thực tế .26 Hình 2.16 Cấu tạo van điện từ .26 2.6.2 Van tiết lưu 27 Hình 2.17 Van tiết lưu 27 2.6.3 Xi lanh kí nén .28 Hình 2.18 Hình ảnh xi lanh thực tế .28 2.6.3.1 Xi lanh tác dụng đơn (xi lanh chiều) .28 Hình 2.19 Xi lanh tác dụng đơn 28 Hình 2.20 Xi lanh tác dụng kép giảm chấn 29 2.7 Rơ le 29 Hình 2.22 Cấu tạo rơle 30 2.8 Băng tải 30 CHƯƠNG III THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ TÍCH HỢP HỆ THỐNG 32 3.2.2 Tính toán chọn động .33 3.2.3 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống khí chế tạo băng tải 37 Hình 3.5 Hình ảnh đai 37 3.2.3.2 Chon vật liệu làm khung băng tải 38 3.2.3.3 Chọn xi lanh .38 Hình 3.8 Xilanh CDJ2B16-75-B 39 3.2.3.4 Van khí nén hút điện .39 3.2.3.5 Đồng hồ đo áp suất 40 Hình 3.10 Hình ảnh van áp suất AR - 2000 40 3.3 Thiết kế hệ hệ thống điều khiển 40 Hình 3.13 Mạch nguyên lí hệ thống điện 42 Hình 3.17 Đầu vào theo kiểu điện áp 46 Hình 3.19 Tín hiệu EM235 47 Bảng 3.4 Bảng thông số cấu hình EM235 .50 AD1 AD2 Hình 3.21 Đặc tính tín hiệu vào EM235 51 Hình 3.22 Biểu đồ cho tính toán khối lượng 51 52 3.2.2.4 Loadcell 52 Hình 3.24 loadcell dạng class c3 LAB - 53 3.2.2.5 Role 53 3.2.2.6 Cảm biến 54 Hình 3.27 Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 55 3.2.2.7 Bộ hạ áp 24V-> 12V 55 Hình 3.28 Bộ hạ áp 56 Bảng 3.5 Bảng định địa đầu vào 56 Bảng 3.6 Bảng định địa đầu .57 3.2.3.2 Chương trình điều khiển 57 64 3.2.4 Thiết kế giao diện wincc 64 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 66 Sau trình nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm dựa khối lượng, nhóm tác giả hoàn thiện mô hình rút số kết luận sau: .66 4.1 Kết đạt 66 4.2 Hạn chế đề tài 66 4.3 Hướng phát triển 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 1.GS TS Trần Văn Địch, “Công Nghệ Chế Tạo Máy”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 68 2.Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1,2 NXB Giáo dục Hà Nội 2006” .68 3.Ths Châu Trí Đức, “Kĩ thuật điều khiển lập trình PLC Semantic S7-200” , Đại học Cần Thơ, 2008 .68 4.Trần Thu Hà - Phạm Quang Huy, “Giao diện Người – Máy HMI lập trình với S7 200 WinCC”, Nhà xuất Hồng Đức 2008 .68 5.Siegling transilon - Calculation methods 68 6.Conveyor belt technique design and calculation 68 7.Conveyor handbook - fenner dunlop .68 8.Simatic Micro PLC Simatic S7- 200 Extract from Catalog ST 70 , edition September 2000 – Siemens .68 9.S7-200 Programmable Controller System Manual- Siemens 68 10 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Wincc 6.2 công ty TNHH TM&DVKT TỐI ƯU- Optimize .68 11 http://w3.siemens.com/mcms/human-machine-interface/en/visualizationsoftware/scada/simatic-wincc/Pages/default.aspx .68 12 http://plcvietnam.com.vn/ 68 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mô hình đóng gói phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng plc s7-200 10 Hình 1.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng PLC s7-200 11 Hình 2.1 Sơ đồ khối PLC 14 Hình 2.2 Hình dáng cấu trúc bên PLC s7-200 Hình 2.4 Hình ảnh cho Loadcell 16 Error: Reference source not found Hình 2.5 Tín hiệu vào loadcell Error: Reference source not found Hình 2.6 Cấu tạo Loadcell 19 Hình 2.7 Hình ảnh cho Loadcell dạng 19 Hình 2.8 Biểu đồ đặc tính cho loadcell 20 Hình 2.9 Mô hoạt động cảm biến quang 20 Hình 2.10 Hình ảnh thực tế cấu tạo cảm biến 20 Hình 2.11 Hoạt động Cảm biến quang thu phát chung khuyếch tán Hình 2.12 Các dây tín hiệu cảm biến 22 23 Hình 2.13 Động điện chiều thực tế 23 Hình 2.14 Cấu tạo động điện chiều 24 Hình 2.15 Van điện từ thực tế .25 Hình 2.16 Cấu tạo van điện từ 25 Hình 2.17 Van tiết lưu 26 Hình 2.18 Hình ảnh xi lanh thực tế 27 Hình 2.19 Xi lanh tác dụng đơn 27 Hình 2.20 Xi lanh tác dụng kép giảm chấn 28 Hình 2.21 Rơ le thực tế 28 Hình 2.22 Cấu tạo rơle 29 Hình 2.23 Hình ảnh cho băng tải 30 Hình 3.1 Các thiết bị hệ thống Error: Reference source not found Hình 3.2 Bản vẽ lắp hệ thống Error: Reference source not found Hình 3.3 Bản vẽ phân rã hệ thống Error: Reference source not found Hình 3.4 Động điện chiều Error: Reference source not found Hình 3.5 Hình ảnh đai Error: Reference source not found Hình 3.6 Hình ảnh ổ bi Error: Reference source not found Hình 3.7 Hình ảnh băng tải đồ án Error: Reference source not found Hình 3.8 Xilanh CDJ2B16-75-B 38 Hình 3.9 Van khí nén TG252108 38 Hình 3.10 Hình ảnh van áp suất AR - 2000 39 Hình 3.11 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 39 Hình 3.12 Lưu đồ thuật toán điều khiển 40 Hình 3.13 Mạch nguyên lí hệ thống điện 41 Hình 3.14 Mạch động lực 41 Hình 3.15 Cấu hình vào CPU 222 42 Hình 3.16 Hình ảnh cho cáp usb/ppi 43 Hình 3.17 Đầu vào theo kiểu điện áp 44 Hình 3.18 Đầu vào theo kiểu dòng điện 45 Hình 3.19 Tín hiệu EM235 45 Hình 3.20 Cấp nguồn cho EM 235 45 Hình 3.21 Đặc tính tín hiệu vào EM235 47 Hình 3.22 Biểu đồ cho tính toán khối lượng 48 Hình 3.23 Nguồn tổ ong 24V 5A 49 Hình 3.24 loadcell dạng class c3 LAB - 50 Hình 3.25 RơleMY2M 50 Hình 2.26 Hình kết nối plc vói cấu chấp hành 51 Hình 3.27 Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 51 Hình 3.28 Bộ hạ áp 52 Hình 3.29 Thiết kế giao diện win cc cho mô hình source not found Error: Reference Hình 4.1Hình ảnh mô hình thực tế sau hoàn thành source not found Error: Reference MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1 Thông số họ PLC S7200 cpu 22X 15 Bảng 3.1 : Bảng xác định hệ số ma sát băng tải đỡ 32 Bảng 3.2 : Bảng chọn hệ số c3 33 Bảng 3.3 Bảng chân cáp kếp nối .44 Bảng 3.4 Bảng thông số cấu hình EM235 .46 Bảng 3.5 Bảng định địa đầu vào PLC .52 Bảng 3.6 Bảng định địa đầu PLC 53 MỞ ĐẦU Nước ta công đại hoá để bước bắt kiệp phát triển khu vực giới mặt kinh tế xã hội, công nghiệp sản xuất hàng hoá đống vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế.Việc tự động hoá lựa chọn không tránh khỏi lĩnh vực nhằm tạo sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả cạnh tranh mạnh mẽ thị trường.Tốc độ sản xuất phải nhanh, chất lượng cao phế phẩm, giá nhân công hạ, thời gian chết máy móc tối thiểu Đất nước phát triển, nhu cầu người cao nên cần có thiết bị thay sức lao động người, đặc biệt công nghiệp sản xuất, mà cần có dây chuyền tự động đời giúp lao động nhẹ nhàng Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng hệ thống áp dụng nhiều nhà máy sản xuất Với yêu cầu định lượng sản phẩm cách xác đưa vào trình sản xuất nên nhóm tác giả mạnh dạn chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình thực hành PLC phân loại sản phẩm theo khối lượng “ để giúp cho giảm sức lao động người , tăng suất sản xuất chất lượng lẫn sản lượng Mục tiêu đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình thực hành PLC phân loại sản phẩm theo khối lượng Với phương pháp cân động thay cho phương pháp cân tĩnh truyền thống Khi cân động, hoa cân cách tự động, vận chuyển theo phương hướng định trước, cân với tốc độ ổn định, hiệu quả, không tốn nhiều sức lực Hơn nữa, người quản lý điều khiển, giám sát hệ thống cân cập nhật số liệu tự động, xác Phương pháp điều khiển giám sát hệ thống thiết bị phần mềm WinCC giao diện HMI giúp người quản lý điều khiển công việc hiệu hơn, nhanh tốn thời gian chủ động công việc Tính toán phương pháp cân động để khối lượng thu cách xác Toàn trạng thái hoạt động số liệu cân thu điều khiển giám sát máy tính thông qua phần mềm ứng dụng WinCC Để hoàn thành tốt đồ án này, chúng em chân thành cảm ơn thầy, cô giáo tạo điều kiện giúp đỡ đặc biệt thầy Ngô Văn Tâm trực tiếp hướng dẫn chúng em thực đồ án để có kết tốt Qua đồ án tốt nghiệp giúp chúng em phần hiểu rõ từ bước để thiết kế chi tiết Robot lúc hoàn thành sản phẩm Trong trình thực thiết kế, gia công hệ thống băng tải phân loại sản phẩm theo khối lượng nhiều thiết sót, mong thầy cô bảo thêm để đồ án có kết tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Dũng Chử Việt Anh Nguyễn Tiến Mạnh CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lịch sử phát triển PLC Vào khoảng năm 1968 nhà sản xuất ô tô đưa yếu tố kỹ thuật cho thiết bọ điều khiển logic khả lập trình với mục đích thay tủ điều khiển cồng kềnh tiêu thị lượng điện lớn thường xuyên phải thay role hỏng cuộn hút hay gẫy lò xo tiếp điểm, mục đích thứ hai tạo thiết bị điều khiển có tính linh hoạt việc thay đổi chương trình điều khiển Với thiết bị điều khiển khả lập trình, người ta giảm bớt thời gian sản xuất, mở rộng khả hoàn thiện hệ thống sản xuất thích ứng thay đổi sản xuất Từ số nhà sản xuất thiết bị điều khiển sở máy tính sản xuất thiết bị điều khiển khả lập trình gọi làPLC Những PLC sử dụng công nghiệp ô tô vào băn 1969 đem lại ưu việt hẳn hệ thống điều khiển sở rơ le Các thiết bị lập trình dễ dàng, không chiến không gian sở sản xuất Sau ứng dụng PLC nhanh chóng mở rộng tất ngành công nghiệp sản xuất khác Khi vi cử lý đưa vào sử dụng năm 1974 – 1975, khả PLC mở rộng hoàn thiện hơn, có khả xử lý tính toán, số liệu phức tạp Vào năm 1977 việc truyền liệu trở nên dễ dàng nhờ phát triển công nghiệp điện tử, PLC điều khiển xa hàng trăm mét Các PLC trao đổi liệu cho điều khiển trình sản xuất nhanh Năm 1980 nhờ vào đời máy tính cá nhân nâng cao đáng kể tính khả sử dụng PLC điều khiển máy trình sản xuất Sự phát triển phần mềm đồ họa máy tính cá nhân, ứng dụng vào PLC, PCL lại trang bị giao diện đồ họa để mô hiển thị hoạt động phận hệ thống điều khiển.PLC sản xuất nhiều hãng khác giới Về nguyên lý hoạt động, PLC có tính tương tự giống nhau, lập trình sử dụng chúng hoàn 10 Hình 3.27 Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 Thông số kĩ thuật : • Model:E3F-DS30C4 • chiều dài 65mm, đường kính 18mm chiều dài dây 1.2m • Đặc điểm điện: U: – 30 VDC I: 100mA Sn: 0-50 cm • Loại cảm ứng: Diffuse; • Khoảng cách cảm ứng: 0-50cm • Điện áp làm việc: 6-36V • Dây nâu: VCC • Dây xanh: GND • Dây đen: Data • Môi trường làm việc: Nhiệt độ -40 đến +70 độ C; • Mức độ bảo vệ: IP61-IP 3.2.2.7 Bộ hạ áp 24V-> 12V Sử dụng hạ áp : Module BUCK DC-DC LM2596 3A 55 Hình 3.28 Bộ hạ áp 3.2.3 Lập trình PLC 3.2.3.1 Thống kê biến đầu Vào/Ra STT Đầu vào START Địa I0.0 STOP S1 S2 S3 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Ghi Khởi động hệ thống, băng tải hoạt động sau ấn START Dừng hệ thống Cảm biến S1 Cảm biến S2 Cảm biến S3 Bảng 3.5 Bảng định địa đầu vào STT Đầu Địa Ghi ĐC Q0.0 Động chạy băng tải L1 Q0.1 Xi lanh đẩy L2 Q0.2 Xi lanh đẩy L3 Q0.3 Xi lanh đẩy 56 Bảng 3.6 Bảng định địa đầu 3.2.3.2 Chương trình điều khiển 57 58 59 60 61 62 Chương trình : SCALE 63 3.2.4 Thiết kế giao diện wincc - WinCC (Windows Control Center) phần mềm hãng Siemens dùng để điều khiển giám sát thu thập liệu trình sản xuất Theo nghĩa hẹp WinCC chương trình hỗ trợ cho người lập trình thiết kế giao diện Người Máy – HMI (Human Machine Interface) hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức thu thập liệu, giám sát điều khiển trình sản xuất Những thành phần WinCC dễ sử dụng, giúp người dùng tích hợp ứng dụng có sẵn mà không gặp trở ngại - WinCC cung cấp modul chức thường dùng công nghiệp như: hiển thị hình ảnh, tạo thông điệp, lưu trữ báo cáo - Với WinCC, người dùng trao đổi liệu trực tiếp với nhiều PLC hãng khác Misubishi, Allen Braddly, Siemens, thông qua cổng COM với chuẩn RS232 máy tính với chuẩn RS485 PLC - WinCC ứng dụng phổ biến tự động trình điều khiển giám sát trình sản xuất Khi hệ thống dùng chương trình WinCC để điều khiển thu thập liệu từ trình, mô hình ảnh kiện xảy trình điều khiển dạng chuỗi kiện - WinCC cung cấp nhiều hàm chức cho mục đích hiển thị, thông báo đồ họa, xử lý thông tin đo lường, tham số công thức, bảng ghi 64 báo cáo, đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày phát triển chương trình ứng dụng thiết kế giao diện Người Máy (HMI) Hình 3.29 Thiết kế giao diện win cc cho mô hình 65 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ Sau trình nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm dựa khối lượng, nhóm tác giả hoàn thiện mô hình rút số kết luận sau: 4.1 Kết đạt Hình 4.1Hình ảnh mô hình thực tế sau hoàn thành • Nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng với khối lượng tối đa 5kg • Ứng dụng phần mềm SolidWorks tính toán thiết kế mô 3D • Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống • Xây dựng hệ thống giám sát phần mềm WinCC • Áp dụng tính toán, thiết kế hệ thống truyền động khí 4.2 Hạn chế đề tài • Chưa điều khiển tốc độ băng tải hạn chế mặt thời gian • Thời gian xử lí tín hiệu hệ thống chưa nhanh cân động phải lấy tín hiệu chuẩn để xử lí nên cần khoảng thời gian định để vật cân ổn định bàn cân 66 4.3 Hướng phát triển • Tích hợp điều khiển vận tốc băng tải : để tăng suất phân loại sản phẩm vận hành băng tải với chế độ vận tốc khác để phù hợp với loại sản phẩm định • Cải thiện thời gian xử lí tín hiệu : nhằm rút ngắn thời gian phân loại, nâng hiệu suất xử dụng • Chế tạo bàn cân phù hợp để làm việc môi trường khắc nghiệt 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Trần Văn Địch, “Công Nghệ Chế Tạo Máy”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1,2 NXB Giáo dục Hà Nội 2006” Ths Châu Trí Đức, “Kĩ thuật điều khiển lập trình PLC Semantic S7200” , Đại học Cần Thơ, 2008 Trần Thu Hà - Phạm Quang Huy, “Giao diện Người – Máy HMI lập trình với S7 200 WinCC”, Nhà xuất Hồng Đức 2008 Siegling transilon - Calculation methods Conveyor belt technique design and calculation Conveyor handbook - fenner dunlop Simatic Micro PLC Simatic S7- 200 Extract from Catalog ST 70 , edition September 2000 – Siemens S7-200 Programmable Controller System Manual- Siemens 10 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Wincc 6.2 công ty TNHH TM&DVKT TỐI ƯU- Optimize 11 http://w3.siemens.com/mcms/human-machineinterface/en/visualization-software/scada/simaticwincc/Pages/default.aspx 12 http://plcvietnam.com.vn/ 68 69 [...]... (https://idoc.vn/threads/94804/) Nhận xét: Hệ thống có kết cấu cơ khí chắc chắn ,cân chính xác khối lượng theo yêu cầu đặt ra Tuy nhiên hệ thống còn chiếm khá nhiều diện tích, cần cải thiện tính thảm mỹ cho mô hình 1.2.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng plc s7200 Mô hình phân loại khoảng 3 sản phâm (chiều dài 3 sản phẩm chính là 3cm, 5cm, 7cm) Dây chuyền được khởi động bằng nút Start (màu xanh)... khi gặp cảm biến phân loại thùng loại 3 thì băng chuyền dừng pitông đẩy tác động sau thời gian 3s pittông mất điện băng chuyền chạy lại tương tự cho thùng loại 1và 2 số thùng đã được phân loại được hiển thị trên led 7 đoạn Nhấn STOP dừng tất cả 11 Hình 1.1 Mô hình đóng gói và phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng plc s7-200 (https://idoc.vn/threads/94804/) Nhận xét: Hệ thống có kết cấu cơ khí... 13 định được khối lượng ( 0- 50g, 100g - 150g, > 150g), chiều dài băng tải khoảng 0.6m - 0.8 m, tốc độ làm việc của băng tải ổn định khoảng 0.1m/s, có thể cân và phân loại nhiều loại sản phẩm khác nhau 1.5 Phương pháp nghiên cứu  Tìm hiểu lí thuyết • Tìm hiểu các mô hình băng tải phân loại sản phẩm • Tìm hiểu PLC S7-200 Siemens và ngôn ngữ lập trình, các phần mềm dung để lập trình, mô phỏng Step7... TẠO VÀ TÍCH HỢP HỆ THỐNG 3.1 Thành phần trong hệ thống Hình 3.1 Các thiết bị trong hệ thống 3.2 Thiết kế hệ thống cơ khí 3.2.1 Thiết kế kiểu dáng hình học 32 Hình 3.2 Bản vẽ lắp của hệ thống Hình 3.3 Bản vẽ phân rã của hệ thống 3.2.2 Tính toán chọn động cơ  Xác định lực kéo băng tải Lực kéo cần thiết được tính theo công thức FU = µ T g (m p + mB ) 2 (N) Trong đó: mp - khối lượng của phôi µT - hệ số ma... đầu ra điều khiển cơ cấu chấp hành ( động cơ , xilanh) • Việc đầu nối giữa các thánh phần đame bảo chính xác chắc chắn  Phần mềm lập trình • Sử dụng phần mềm lập trình STEP7 Microwin để lập trình sau đó truyền tín hiệu xuống PLC thông qua cáp USP/PPI 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài Mô hình thi công phân loại sản phẩm theo khối lượng dùng plc s7_200” là: hệ thống hoạt... thị phần PLC thế giới Các PLC của các hãng này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sử dụng công nghệ tự động hoá (nguồn: voer.edu.vn/c/lich-su-phat-trien/b65809e7/80222f7f) 1.2 Một số đề tài tương tự với đề tài đang nghiên cứu 1.2.1 Mô hình đóng gói và phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng plc s7-200 • • • • • • • • • • Trước khi khởi động băng chuyền ta cần truyền số kg cho mõi loại thùng... ứng với mức khối lượng đó sẽ đẩy sản phẩm đó vào thùng Còn lại mức khối lượng mà không thuộc khoảng đã định thì sẽ đi thẳng vào một thùng chưa khác.Tín hiệu cân được khuếch đại và chuyển bởi module EM 235 để xử lý bằng PLC và đưa về giá trị khối lượng hiển thị trên màn hình 14 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tìm hiểu về plc 2.1.1 Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình plc khái niệm về plc PLC là các... chính giữa đưa sản phẩm vào ô thứ 2 của băng chuyền 12 Hình 1.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng PLC s7-200 (http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-thi-cong-lap-trinh-mo-hinhphan-loai-san-pham.html) Nhận xét : Hệ thống có cơ cấu nhỏ gọn, chắc chắn, phân loại với độ chính xác cao Tuy nhiên cách bố trí lặp đặt hệ thống chưa được tối ưu , cần cải thiện thêm về mặt thẩm mỹ 1.3 Mô tả quá trình... tốt, kết nối mạng công nghiệp • Mỗi một thế hệ PLC lại có nhiều chủng loại CPU khác nhau • Đối với PLC S7, có thể thực hiện các phép toán logic, đếm, định thời, các thực toán phức tạp và thực hiện truyền thông với các thiết bị khác • Một số thông số kỹ thuật của S7-200 CPU22X B ảng 2.1 Thông số họ PLC S7200 cpu 22X 16 Hình 2.2 Hình dáng và cấu trúc bên ngoài của PLC s7-200 • Đầu vào (Ix.x ): kết nối... thống bàn cân khối lượng thiết kế chắc chắn, đủ độ đứng vững để đặt vật • Hệ thống băng chuyền đạt độ cứng vững và tốc độ chuyền ổn định sức kéo băng tải đủ để kéo vật vào phân loại • Hệ thống xi lanh đẩy vật phân loại được gắn chắc chắn vào vị trí cần phân loại ( giữa băng chuyền )  Hệ thống điều khiển và cân • Kết nối cảm biến với PLC ( với loadcell thì qua EM235 để chuyển đổi tín hiệu ) • PLC xử lý

Ngày đăng: 17/05/2016, 06:25

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MỤC LỤC HÌNH ẢNH

  • CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

    • 1.1 Lịch sử phát triển PLC

      • 1.2 Một số đề tài tương tự với đề tài đang nghiên cứu.

        • 1.2.1 Mô hình đóng gói và phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng plc s7-200

        • 1.2.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng plc s7-200

          • Hình 1.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dùng PLC s7-200 (http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-thi-cong-lap-trinh-mo-hinh-phan-loai-san-pham.html)

    • 1.3 Mô tả quá trình

    • 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu.

    • 1.5 Phương pháp nghiên cứu.

    • 2.1 Tìm hiểu về plc

      • 2.1.1 Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình plc khái niệm về plc

      • 2.1.2 Ưu điểm của plc

      • 2.1.3 Ứng dụng của hệ thống sử dụng PLC

      • 2.1.4 Giới thiệu tổng quát về họ PLC S7-200

        • Hình 2.2 Hình dáng và cấu trúc bên ngoài của PLC s7-200

      • 2.1.5 Module mở rộng

    • 2.2 Giới thiệu phần mềm lập trình của PLC S7 200

    • 2. 3 Cảm biến khối lượng

      • Hình 2.4 Hình ảnh cho Loadcell

      • Hình 2.5 Tín hiệu vào ra của loadcell

      • Hình 2.6 Cấu tạo của Loadcell

      • Hình 2.7 Hình ảnh cho Loadcell dạng thanh

      • Hình 2.8 Biểu đồ đặc tính cho loadcell

    • 2.4 Cảm biến quang

      • 2.4.1 Cấu tạo chung

        • 2.4.1.1 Bộ Phát sáng

        • 2.4.1.2 Bộ Thu sáng

        • 2.4.1.3 Mạch xử lý tín hiệu ra

      • 2.4.2 Ưu điểm của cảm biến quang

      • 2.4.3 Hiện nay, có các loại cảm biến quang

      • 2.4.4 Cảm biến quang thu phát chung khuyếch tán dùng trong đồ án

        • Hình 2.11 Hoạt động Cảm biến quang thu phát chung khuyếch tán

        • Hình 2.12 Các dây tín hiệu của cảm biến

    • 2.5 Động cơ điện một chiều

      • Hình 2.13 Động cơ điện 1 chiều thực tế

      • 2.5.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều

        • Hình 2.14 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều

      • 2.5.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

      • 2.5.3 Phân loại động cơ điện một chiều

      • 2.6.1 Van điện từ

        • Hình 2.15 Van điện từ thực tế

        • Hình 2.16 Cấu tạo van điện từ

      • 2.6.2 Van tiết lưu

        • Hình 2.17 Van tiết lưu

      • 2.6.3 Xi lanh kí nén

        • Hình 2.18 Hình ảnh xi lanh thực tế

        • 2.6.3.1 Xi lanh tác dụng đơn (xi lanh 1 chiều)

          • Hình 2.19 Xi lanh tác dụng đơn

          • Hình 2.20 Xi lanh tác dụng kép không có giảm chấn

    • 2.7 Rơ le

      • Hình 2.22 Cấu tạo rơle

    • 2.8 Băng tải

  • CHƯƠNG III. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ TÍCH HỢP HỆ THỐNG

    • 3.2.2 Tính toán chọn động cơ

      • 3.2.3 Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống cơ khí và chế tạo băng tải.

        • Hình 3.5 Hình ảnh bộ đai răng

      • 3.2.3.2 Chon vật liệu và làm khung băng tải

      • 3.2.3.3 Chọn xi lanh

        • Hình 3.8 Xilanh CDJ2B16-75-B

      • 3.2.3.4 Van khí nén hút điện

      • 3.2.3.5 Đồng hồ đo áp suất

        • Hình 3.10 Hình ảnh van áp suất AR - 2000

    • 3.3 Thiết kế hệ hệ thống điều khiển

      • Hình 3.13 Mạch nguyên lí hệ thống điện

      • Hình 3.17 Đầu vào theo kiểu điện áp

      • Hình 3.19 Tín hiệu ra EM235

      • Bảng 3.4 Bảng thông số cấu hình EM235

      • AD1 AD2 Hình 3.21 Đặc tính tín hiệu vào ra EM235

      • Hình 3.22 Biểu đồ cho tính toán khối lượng

      • 3.2.2.4 Loadcell

        • Hình 3.24 loadcell dạng thanh class c3 LAB - 6

      • 3.2.2.5 Role

      • 3.2.2.6 Cảm biến

        • Hình 3.27 Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4

      • 3.2.2.7 Bộ hạ áp 24V-> 12V

        • Hình 3.28 Bộ hạ áp

        • Bảng 3.5 Bảng định địa chỉ đầu vào

      • Bảng 3.6 Bảng định địa chỉ đầu ra

      • 3.2.3.2 Chương trình điều khiển

    • 3.2.4 Thiết kế giao diện bằng wincc

  • CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

    • Sau quá trình nghiên cứu, tính toán, thiết kế, và chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm dựa trên khối lượng, nhóm tác giả đã hoàn thiện mô hình rút ra được một số kết luận sau:

    • 4.1 Kết quả đạt được

    • 4.2 Hạn chế của đề tài

    • 4.3 Hướng phát triển

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

    • 1. GS. TS. Trần Văn Địch, “Công Nghệ Chế Tạo Máy”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2001.

    • 2. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1,2 NXB Giáo dục Hà Nội 2006”.

    • 3. Ths. Châu Trí Đức, “Kĩ thuật điều khiển lập trình PLC Semantic S7-200” , Đại học Cần Thơ, 2008.

    • 4. Trần Thu Hà - Phạm Quang Huy, “Giao diện Người – Máy HMI lập trình với S7 200 và WinCC”, Nhà xuất bản Hồng Đức. 2008.

    • 5. Siegling transilon - Calculation methods

    • 6. Conveyor belt technique design and calculation

    • 7. Conveyor handbook - fenner dunlop

    • 8. Simatic Micro PLC Simatic S7- 200 Extract from Catalog ST 70 , edition September 2000 – Siemens

    • 9. S7-200 Programmable Controller System Manual- Siemens

    • 10. Tài liệu hướng dẫn sử dụng Wincc 6.2 công ty TNHH TM&DVKT TỐI ƯU- Optimize.

    • 11. http://w3.siemens.com/mcms/human-machine-interface/en/visualization-software/scada/simatic-wincc/Pages/default.aspx

    • 12. http://plcvietnam.com.vn/

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan