Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án điều khiển Logic phân loại sản phẩm theo chiều cao Đồ án điều khiển Logic phân loại sản phẩm theo chiều cao Đồ án điều khiển Logic phân loại sản phẩm theo chiều cao Đồ án điều khiển Logic phân loại sản phẩm theo chiều cao
GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Giới thiệu chung Băng chuyền sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực việc vận chuyển hỗ trợ chế tạo, chế biến , lắp ráp, đóng gói hàng hóa đắc lực Một cỗ máy sở hữu khả vận chuyển vật, bưu kiện, gói hàng từ điểm A tới điểm B nhà máy Băng chuyền đồng thời thiết bị cơng nghiệp có tính kinh tế cao với khả đảm nhận đồng thời yêu cầu : vận chuyển vị trí thao tác sản xuất , chế biến , lắp ráp, đóng gói Sử dụng băng chuyền để tiết kiệm nhân lực lao động, diện tích nhà xưởng, đồng thời tăng suất, doanh thu cho doanh nghiệp Như , băng chuyền sản phẩm công nghệ tiên tiến,là thiết bị máy móc ko thể thiếu dây chuyền chế tạo , chế biến , lắp ráp nhà máy với quy mô lớn Góp phần tạo nên khu cơng nghiệp đại , khoa học giải phóng sức lao động mang lại hiệu kinh tế cao 1.2 Ưu điểm băng chuyền Cấu tạo đơn giản, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng Vốn đầu tư khơng lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn 1.3 Cấu tạo chung băng chuyền ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY Hình1.0: Cấu tạo chung băng chuyền Bộ phận kéo yếu tố làm việc trực tiếp mang vật Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho phận kéo Bộ phận căng, tạo giữ lực căng cần thiết cho phận kéo Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho phận kéo yếu tố làm việc 1.4 Các loại băng chuyền thị trường Khi thiết kế hệ thống băng chuyền vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại lựa chọn số loại băng chuyền sau: Băng chuyền cao su: chịu nhiệt, sức tải lớn Băng chuyền xích: sử dụng tốt ứng dụng dạng chai sản phẩm cần độ vũng Băng chuyền lăn: sử dụng lăn nhựa PVC, thép mạ kẽm truyền động motor để vận chuyển sản phẩm Băng chuyền đứng: vận chuyển hàng hóa theo phương hướng lên thẳng đứng Băng chuyền linh hoạt: di chuyển cách linh hoạt Băng chuyền góc cong: chuyển hướng sản phẩm từ 30° đến 180° Mỗi loại băng chuyền có hình dạng, chức ứng dụng khác phù hợp với mục đích sử dụng khác Để băng chuyền phát huy hết chức phục vụ tốt cho việc vận chuyển sản phẩm phải ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY lựa chọn loại băng chuyền có chức phù hợp Đồng thời, tiết kiệm nhiều chi phi tăng suất cho công việc Vậy để phân loại sản phẩm theo chiều cao cách tốt ta chọn sử dụng băng chuyền lăn thép mạ kẽm băng chuyền thích hợp để di chuyển sản phẩm có mặt phẳng đáy cứng hộp carton, hộp nhựa… dễ dàng đẩy sản phẩm qua băng tải khác nhờ độ ma sát thấp đồng thời làm việc mơi trường thơng thường mơi trường có chất ăn mòn, bụi bặm… 1.5 Quy trình hoạt động băng chuyền phân loai Hình 1.1: Quy trình cơng nghệ hệ thống Hệ thống hoạt động sau: ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY Đầu tiên băng tải đưa thùng hàng để sẵn băng tải dùng để chứa sản phẩm đồng thời băng tải băt đầu hoạt động gặp cảm biến băng tải ngừng hoạt động Khi băng tải ngừng hoạt động băng tải bắt đầu hoạt động đưa sản phẩm đến vị trí phân loại Khi băng tải đưa sản phẩm đến vị trí cảm biến sản phẩm cao piston1 đẩy xuống thùng hàng bên băng tải 2.Các sản phẩm lại qua cảm biến sản phẩm trung bình thấp Khi sản phẩm đến vị trí cảm biến sản phẩm trung bình piston đẩy xuống thùng hàng bên băng tải Các sản phẩm thấp lại coi phế phẩm đưa đến băng tải Khi thùng hàng băng tải hay thùng hàng băng tải đầy sản phẩm băng tải dừng hoạt động để băng tải hay đưa thùng hàng đến vị trí phân loại Khi khơng có thùng hàng hay sản phẩm băng tải khoảng thời gian hệ thống dừng hoạt động báo lỗi đèn tương ứng Khi piston kích đẩy sản phẩm khơng chạm cơng tắc hàng trình thu hệ thống dừng hoạt động báo lỗi đèn tương ứng Khi sản phẩm thấp vào băng tải cảm biến ghi nhận Sau khoảng thời gian số lượng sản phẩm thấp nhiều số lượng sản phẩm cao sản phẩm trung bình hệ thống dừng hoạt động báo lỗi đèn tương ứng ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI CẢM BIẾN VÀ CÁC PHẦN TỬ CHẤP HÀNH 2.1 Cảm biến 2.1.1 Khái niệm chung Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi đại lượng vật lý đại lượng khơng cáo tính chất điện cần đo thành đại lượng điện đo xử lý Các đại lượng cần đo (m) thường tính chất điện (như nhiệt độ, áp suất…) tác động lên cảm biến cho ta đặc trưng (s) mang tính chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện, dòng điện trở kháng) chứa đựng thơng tin cho phép xác định giá trị đại lượng cần đo Đặc trưng (s) hàm đại lượng cần đo (m): S = F(m) Người ta gọi (s) đại lượng đầu phản ứng cảm biến, (m) đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc đại lượng cần đo) Thơng qua đo đạc (s) cho phép nhận biết giá trị (m) Phương trình cảm biến viết sau : Y = f(X) Trong : X đại lượng cần đo Y đại lượng điện sau chuyển đổi 2.1.2 Phân loại cảm biến Theo nguyên lý cảm biến: Cảm biến điện trở Cảm biến điện từ Cảm biến tĩnh điện Cảm biến hóa điện Cảm biến nhiệt điện ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HOÀNG SVTH : NGUYỄN HUY Cảm biến điện từ ion Theo tính chất nguồn điện: Cảm biến phát điện Cảm biến thông số Theo phương pháp đo: Cảm biến biến đổi trực tiếp Cảm biến bù 2.1.3 Cảm biến dùng hệ thống Để phân loại sản phẩm theo chiều cao ta sử dụng cảm biến quang điện (Photoelectric Sensor, PES) cảm biến quang điện phát nhiều dạng vật thể khác vị trí khác từ việc phát chai nhựa băng chuyền kiểm tra xem tay robot gắp linh kiện ô tô để lắp đặt hay chưa Nguyên lý hoạt động có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt cảm biến quang chúng thay đổi tính chất Tín hiệu quang biến đổi thành tín hiệu điện nhờ tượng phát xạ điện tử cực catot (Cathode) có lượng ánh sáng chiếu vào Các loại cảm biến quang có: Cảm biến quang thu phát Cảm biến quang phản xạ gương Cảm biến quang khuếch tán Cấu trúc cảm biến quang điện gồm thành phần sau: Bộ phát sáng Bộ thu sáng Mạch xử lý tín hiệu Hình 2.1 Cấu trúc cảm biến quang ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY *Vị trí đặt cảm biến quang : Đặt cảm biến quang phía trước piston để xác định loại sản phẩm Tùy theo vị trí độ cao đặt cảm biến quang để phát sản phẩm tương xứng với độ cao 2.2Các cấu chấp hành 2.2.1 Cơng tắc hành trình Cơng tắc hành trình thiết bị chuyển đổi chuyển động thành tín hiệu điện.Tín hiệu cơng tắc hành trình phục vụ cho q trình điều khiển giám sát đặt đường hoạt động cấu cho cấu đến vị trí tác động lên cơng tắc Hành trình tịnh tiến quay Nguyên lý hoạt động cơng tắc hành trình tác động làm đóng ngắt mạch điện ngắt khởi động cho thiết bị khác Hình2.2 Cơng tắc hành trình ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY 2.2.2 Piston khí nén Piston khí nén thiết bị chạy khí nén (thường sử dụng khơng khí) thường sử dụng với van điện tử khí nén để điều khiên hoạt động Nguyên lý hoạt động piston khí nén nhờ vào hệ thống cấp khí nén từ bên ngồi vào Khi khí nén cấp vào, đẩy piston trượt lên, theo hướng trục piston Khi hết hành trình, piston lại đẩy khí nén ngồi tiếp tục vòng tuần hồn Hình 2.3 piston khí nén *Vị trí đặt piston: Chúng ta đặt piston cho sau tín hiệu cảm biến quang vừa chớm tắt sản phẩm vào vị trí pitston nhằm tránh tượng piston đẩy sớm sử dụng piston loại tự thụt vào vừa đẩy xong 2.2.3 Động điện Động điện máy điện dùng để chuyển đổi lượng điện sang lượng Các động điện thường gặp dùng gia đình quạt điện, tủ lạnh, Trong công nghiệp dùng nhiều máy nâng hạ, máy bơm đặc biệt hệ thống sử dụng để kéo băng tải ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY Động điện gồm có động điện xoay chiều (động không đồng động động bộ), động điện chiều (động kích từ nam châm vĩnh cữu động kích từ điện), động bước Nguyên lý hoạt động động điện phần động gồm phần đứng yên (staor) phần chuyển động (rotor) quấn nhiều vòng dây dẫn hay có nam châm vinh cửu Khi cuộn dây rotor stator nối nguồn điện, xung quanh tồn từ trường, tương tác từ trường rotor stator tạo chuyển động quay rotor quanh trục hay mơmen Hình 2.4 Động điện 2.2.4 Rơ le trung gian : Nhiệm vụ: Đóng ngắt dòng điện Trong rơ le có chứa nam châm điện , thông qua chuyển động nam châm điện , rơ le kéo tiếp điểm di chuyển để mở đóng tiếp điểm Tiếp điểm chủ yếu phân thành tiếp điểm N.O (thường mở) tiếp điểm N.C( thường đóng) Rơ le sử dụng cho động đèn báo (còi báo) piston điện từ … ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY Hình 2.5 Rơ le trung gian 2.2.5 Đèn báo, nút bấm Đèn báo dùng để báo lỗi hệ thống cho người vận hành điều khiển Hình 2.6 Đèn báo Nút bấm dùng để khởi động hệ thống ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang 10 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY S S S Đ S Đ Kiểm tra phút phát thùng CB SP cao = CB SP TB = CB SP thấp = Đ Đ Dừng hoạt động Dừng hoạt động Báo lỗiKiểm tra Quay phút Băng tải =1 Kiểm Báo lỗitra Quay phút Băng tải =1 C3 = C3 + Dừng hoạt động Báo lỗi Quay Băng tải =1 Kiểm tra HĐ Piston1 3s C1 + C2 ≤ C3 S S C1 = 50 C2 = 50 Đ piston1 =1 S Quay lại bước Băng tải =1 ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Quay lại bước KT CBSP cao =0 C1 = SC1 + 1Đ S Đ SĐ S Đ piston =1 Kiểm traTrang HĐ Piston2 35trong 3s Quay lại bước KT CB SPTB = C2 = SC2 + 1Đ Đ S Đ Đ GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG Băng tải = SVTH : NGUYỄN HUY Băng tải = Dừng hoạt động Báo lỗi Quay Băng tải =1 Kiểm tra số lượng SP 30 S phút Đ S Dừng hoạt động Dừng hoạt động Báo lỗi Báo lỗi Quay Quay Đ Băng tải =1 Băng tải =1 Băng tải = Băng tải = Dừng hoạt động Báo lỗi Quay Băng tải =1 Quay lại bước Băng tải =1 4.3 Bảng phân kênh vào 4.3.1 Đầu vào Địa Chỉ X0 X1 X2 X3 X4 STT Ký Hiệu Chú Thích START Cam bien T3 Cam bien T4 Cam bien H1 Cam bien H2 Nút khởi động hệ thống Cảm biến phát thùng hàng băng tải Cảm biến phát thùng hàng băng tải ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Cảm biến phát sản phẩm cao Cảm biến phát sản phẩm trung bình Trang 36 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HOÀNG 10 11 12 X5 Cam bien PP X6 CTHT D P1 X7 CTHT C P1 X10 CTHT D P2 X11 CTHT C P2 X12 START Fix X13 Stop All SVTH : NGUYỄN HUY Cảm biến phát sản phẩm thấp (phế phẩm) Công tắc hành trình điểm đầu Piston Cơng tắc hành trình điểm cuối Piston Cơng tắc hành trình điểm đầu Piston Cơng tắc hành trình điểm cuối Piston Nút khởi động lại hệ thống sau sữa lỗi Dừng toàn hệ thống 4.3.2 Đầu STT Địa Chỉ Ký Hiệu Y0 Bang tai Y1 Bang tai Y2 Bang tai Y3 Bang tai Y4 Piston ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Chú Thích Băng tải dùng để di chuyển sản phẩm thấp (phế phẩm) Băng tải dùng để di chuyển sản phẩm để phân loại vào thùng hàng Băng tải dùng để di chuyển thùng hàng chứa sản phẩm cao Băng tải dùng để di chuyển thùng hàng chứa sản phẩm trung bình Piston dùng để đẩy sản phẩm cao vào thùng hàng Trang 37 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY Piston dùng để đẩy sản phẩm trung bình vào thùng hàng Đèn báo lỗi khơng có thùng hàng băng tải Đèn báo lỗi khơng có thùng hàng băng tải Đèn báo lỗi khơng có sản phẩm cao băng tải Đèn báo lỗi hoạt động piston Đèn báo lỗi khơng có sản phẩm trung bình băng tải Y5 Piston 10 Y6 Y7 Y10 Y11 Den loi BT2 Den loi BT3 Den loi Cao Den loi PT1 11 Y12 Den loi TB 12 Y13 Den loi PT2 Đèn báo lỗi hoạt động piston Den loi PP Đèn báo lỗi số lượng sản phẩm thấp (phế phẩm) nhiều số lượng sản phẩm cao trung bình 13 Y14 4.4 Chương trình viết ngơn ngữ LAD ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang 38 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 39 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 40 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HOÀNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 41 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 42 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 43 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 44 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 45 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HOÀNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 46 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC SVTH : NGUYỄN HUY Trang 47 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HỒNG SVTH : NGUYỄN HUY ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN Do chưa có nhiều kiến thức thực tế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao thời gian hạn hẹp nên q trình làm đồ án có thiếu sót sai lầm Tuy sau q trình làm đồ án, em tích lũy thêm nhiều kiến thức cách thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao PLC MISUBISHI với ngôn ngữ LAD TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguồn Internet 2.Giáo trình điều khiển logic- Khoa điện, ĐH Bách khoa- ĐH Đà Nẵng MỤC LỤC Chương1: Tổng quan quy trình hoạt động băng tải………………………………………… 1.1 Giới thiệu chung……………………………………………………………… 1.2 Ưu điểm băng tải……………………………………………………………….1 1.3 Cấu tạo chung băng tải………………………………………… …………… 1.4 Các loại băng tải thị trường nay………………………………… …2 1.5 Quy trình hoạt động băng tải phân loại…………………………………….3 Chương 2: Các loại cảm biến phần tử chấp hành…………………… ………………5 ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang 48 GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH HOÀNG SVTH : NGUYỄN HUY 2.1 Cảmbiến……………………………………………………………………… 2.1.1 Khái niệm chung………………………………………………………5 2.1.2 Phân loại cảm biến…………………………………………………….5 2.1.3 Cảm biến dùng hệ thống………….…………………………… 2.2 Các cấu chấp hành………………………………………………………….7 2.2.1 Cơng tắc hành trình………………………………………………… 2.2.2 Piston khí nén……………………………………………………… 2.2.3 Động điện………………………………………………………… 2.2.4 Rơ le trung gian……………………………………………………… 2.2.5 Đèn báo,nút bấm…………………………………………………… 10 2.2.6 Van điện tử………………………………………………………… 11 Chương 3: Giới thiệu tóm tắt PLC Mitsubishi………………………………………………12 3.1 3.2 Phần cứng…………………………………………………………………….12 3.1.1 Cấu trúc phần cứng………………………………………………… 13 3.1.2 Mối quan hệ thành phần PLC…………….………… 14 3.1.3 Vòng qt chương trình………………………………………………15 3.1.4 Danh sách thiết bị……………………………………………… 16 3.1.5 Lựa chọn điều khiển hệ thống………………………………18 Phần mềm…………………………………………………………………….22 3.2.1 Giới thiệu phần mềm GX Work 2……………………………………22 3.2.2 Cấu trúc hình GX Work …………………………………… 23 3.2.3 Các ngơn ngữ lập trình PLC…………………………………………27 3.2.4 Các lệnh sử dụng hệ thống…………………………………… 29 Chương 4: Thiết kế chương trình phân loại sản phẩm theo chiều cao………………… ….32 4.1 Mô tả hoạt động hệ thống…………………………………………………….32 4.2 Sơ đồ thuật toán………………………………………………………………34 4.3 Bảng phân kênh vào ra……………………………………………………….36 4.3.3 Đầu vào……………………………………………………………….36 4.3.4 Đầu ra……………………………………………………………… 37 4.4 Chương trình viết ngơn ngữ LAD…………………………………… 38 Đánh giá kết luận……………………………………………………………………… 47 Tài liêu tham khảo………… ………………………………………………………………47 ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC Trang 49