Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong
MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Tự động hố hướng phát triển chủ yếu Tự động hoá cho phép sử dụng tối đa tiềm sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày cao trang thiết bị phục vụ sản xuất Tự động hố cho phép thực q trình cơng nghệ khơng có tham gia người Trong việc tự động hố hồn tồn vai trò người quản lý theo dõi hoạt động thiết bị điều chỉnh cấu có liên quan đến quy trình cơng nghệ Hiện nay,trong cơng nghiệp đại hóa đất nước, u cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao vào đời sống sinh hoạt sản xuất Mặt khác với công nghệ thông tin, công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất kiểu loại thiết bị, thiết bị đáp ứng yêu cầu điều khiển nói trên, thiết bị điều khiển khả trình “PLC” Ngày để tiết kiệm thời gian, công sức cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, ho vẫn chon chợ hay vào cửa hàng tạp hoá,để khơng mua mà ngắm loại mặt hàng mẻ đa dạng Bên cạnh đó, nhiều nơi tập trung đông dân cư , với mật độ dân số đơng cửa hàng tạp hóa, xe hàng khắp nơi chào mời khách mua hàng trở nên vơ cùng phở biến, cạnh tranh không nhỏ gian hàng máy bán hàng tự động Ưu điểm: Máy bán hàng tự động đặt ở moi nơi cung cấp hàng nhanh chóng cho moi người.Bên cạnh máy bán hàng tự động với sản phẩm với giá thành cạnh tranh thu hút số lượng lớn người tiêu dùng với tính linh hoạt, tiện lợi giá thành cạnh tranh Với góp mặt máy người có thêm khoảng thời gian làm việc khác hoc tập, nghiên cứu làm việc mà chưa thể tự động hóa vv Gần thị trường xuất nhiều hệ thống bán hàng tự động, máy bán hàng tự động đa dạng nguồn gốc chủng loại.Để đáp ứng yêu cầu phạm vi đồ án môn hoc dùng thiết bị khả trình PLC để viết chương trình cho hệ thống bán hàng tự động nên để tìm hiểu rõ ràng phân tích kĩ nên em thực nghiên cứu đề tài:“Máy bán hàng tự động “ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG Đặt vấn đề - Mơ hình máy bán hàng tự động đa dạng nguồn gốc chủng loại, lần đầu thực nghiên cứu đề tài “Thiết kế trang bị hệ thống bán hàng tự động” Để giải vấn đề ta cần hệ thống linh hoạt xác, đáp ứng nhu cầu khách hàng Một số mơ hình máy bán hàng tự động 2.1 Máy bán lon nước tự động 2.2 Máy bán bánh kẹo 2.3 Máy bán nước tự động Kết luận Mỗi loại máy bán hàng tự động có chức nhiệm vụ khác cấu tạo chương trình điều khiển khác có chung chất sau: - Bài toán 1: + Nhận dạng tiền đầu vào trả tiền thừa + Ghi nhận yêu cầu khách hàng - Bài toán 2: Cấp hàng theo yêu cầu đặt + Cấp loại hàng + Cấp đủ số lượng hàng Đặt toán điều khiển Máy bán hàng tạp hóa: Bài tốn đặt giới hạn sử dụng loại tiền ở đầu vào có loại sản phầm đầu - Yêu cầu công nghệ: + Nhận dạng tiền 5k; 10k + Số loại sản phầm A;B;C + Xử lý đếm trả tiền thừa xác +Dễ sử dụng + Xử lý lỗi cố xảy 1.1 Mô tả hoạt động hệ thống - Khi cấp nguồn cho máy, plc hoạt động , bỏ tiền vào cảm biến nhận tiền kích hoạt plc truyền tín hiệu đến máy đếm tiền ( máy đếm tiền nhận 5000d 10000đ) đồng thời plc kích mạch hiển thị led đoạn số tiền mà khách hàng bỏ vào - Khi khách hàng chon sản phẩm nhấn nút sản phẩm đó,số lượng nhấn nút lần,sau nhấn nút enter kích hoạt plc plc vận đóng van solenoid cấu đẩy hàng mà khách chon, cùng lúc plc cho động cảm biến thối tiền hoạt động - Khi khách hàng khơng muốn mua nhấn nút cancel kích vào plc lúc plc cho động cảm biến hoạt động kích cảm biến thối tiền đếm tiền thối cho khách hàng Còn dư động quay cảm biến thối tiền đếm tiền nhiêu - Máy bán hàng này, khách hàng mua lần hành trình hoạt động máy lặp lại ban đầu Cách thao tác máy bán hàng tự động • Trình tự thao tác máy khách hàng Khách hàng bỏ tiền đồng vào máy Khách hàng bỏ đủ tiền chon hàng Bấm nút vào loại hàng chon Khách hàng khơng đủ tiền khơng thích mua bấm nút cancle(khơng đồng ý) • Trình tự thực máy 1.Khi nhận tiền( máy nhận 5000đ 10000đ) , máy lưu vào biến tổng số tiền hiển thị số tiển máy thơng qua hình led, đồng thời cho phép nút chon hàng hoạt động 2.Khi khách hàng bỏ đủ tiền chon mua hàng chưa đủ tiền đèn báo nạp tiền thêm, khơng nhấn nút cancle trả tiền lại 3.Khách hàng đủ tiền, chon loại hàng nhấn vào loại hàng Máy tính tốn lượng tiền bỏ vào trừ số tiền loại hàng máy bán mà khách hàng u cầu, có tiền thừa trả lại(tiền trả lại sau hàng mua) 4.Nếu khách hàng huỷ thao tác mua hàng cách nhấn nút cancel máy trả lại toàn tổng số tiền mà khách hàng bỏ vào máy Bản vẽ mô tả hệ thống Cấu tạo máy bán nước: Đa số máy bán hàng tự động có cấu tạo từ thành phần sau: + Bộ xử lý trung tâm + Nguồn cung cấp + Các cảm biến + Bàn phím + Hiển thị + Điều khiển động + Nhận dạng tính tiền + Đưa hàng ngồi + Trả tiền thừa Mơ hình sơ đồ khối CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-200 PLC viết tắt Programmable logic controller thiết bị điều khiển logic khả trình, cho phép thực linh hoạt tḥt tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình, điều khiển thoả mãn yêu cầu: - Lập trình dễ dàng với ngơn ngữ lập trình dễ hoc - Gon nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản - Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp - Hồn tồn tin cậy môi trường công nghiệp - Giao tiếp với thiết bị thơng tin, máy tính, nối mạng modul mở rộng - Giá phù hợp Bộ điều khiển lập trình PLC thiết kế nhằm thay phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơ le thiết bị cồng kềnh, tạo khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic PLC thực tác vụ định đếm làm tăng khả điều khiển, thực logic lập chương trình đưa tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên tương ứng Cơ sở việc sử dụng PLC: Trong công nghiệp trước đây, hệ thống điều khiển số thường cấu tạo sở rơle mạch logic điện tử kết nối với theo nguyên lý làm việc hệ thống Điều có nghĩa là: Quan hệ biến vào biến tuân theo hàm số, mà hàm số xác định bởi luật kết nối phần tử logic ( y1 , y2 , yn ) = f( x1 , x2 , , xn ) Như vậy mục đích điều khiển xác định hàm f cố định Đối với hệ thống làm việc đơn giản làm việc độc lập việc sử dụng phần tử có sẵn liên kết cứng với có nhiều ưu điểm giá thành Tuy nhiên hệ thống điều khiển phức tạp nhiều chức cấu trúc theo kiểu cứng có nhiều nhược điểm như: - Hệ thống cồng kềnh, đấu nối phức tạp dẫn đến độ tin cậy - Trường hợp cần thay đổi chức hệ thống sửa chữa hư hỏng phải dừng hệ thống để đấu nối Hiện với phát triển ngành công nghiệp điện tử đ cho phép chế tạo hệ vi xử lý liên tiếp, dựa sở vi xử lý, điều khiển logic có khả lập trình (PLC) đời, cho phép khắc phục nhiều nhược điểm hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC trở nên phở biến cơng nghiệp tự động hố Có thể liệt kê ưu điểm việc sử dụng PLC gồm: - Giảm bớt việc đấu nối dây thiết kế hệ thống, giá trị Logic nhiệm vụ điều khiển thực chương trình thay cho việc đấu nối dây - Tính mềm dẻo cao hệ thống - Bộ nhớ - Bộ vào Trạng thái tín hiệu vào nhận biết chứa nhớ, nơi PLC thực lệnh logic lập trình để xử lý tín hiệu vào máy tạo tín hiệu để điều khiển thiết bị liên quan * Cấu trúc PLC bao gồm: Đối với PLC cỡ nhỏ phận thường kết hợp thành khối Cũng có số hạng thiết kế PLC thành mơ đun để người sử dụng lựa chon cấu hình PLC cho phù hợp mà tốn nhất, đồng thời đáp ứng yêu cầu ứng dụng Một PLC có nhiều mơ đun thành phần phần cứng PLCbao có khối sau: Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có khối là: Khối nguồn, khối vi xứ lý – nhớ, khối đầu vào, khối đầu Thơng thường tín hiệu xuất nhập ở dạng số (1-0) tín hiệu dạng liên tục ta cần gắn khối xuất nhập ở dạng liên tục (Analog) 1.1 Mô đun nguồn (Moudule): Là khối chức dùng để cung cấp nguồn ổn định điện áp cho PLC hoạt động công nghiệp người ta thường dùng điện áp 24V chiều Tuy nhiên có PLC sử dụng điện áp 220V xoay chiều 1.2 Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit Module ): Bao gồmbộ vi xử lý nhớ: * Bộ vi xử lý (CPU ): CPU não PLC Nó điều khiển kiểm soát tất moi hoạt động bên PLC Nó thực lệnh đoc chương trình hố lưu trữ bên nhớ, hệ thống BUS mang thông tin đến kết nối từ CPU, nhớ xuất nhập cung chịu điều khiển CPU CPU cung cấp 10 Text LCD 16x2 LCD dùng để hiển thị thông báo giao dịch cho đồng xu vào, số tiền, tình trạng giao dịch thành cơng báo lỗi kết hợp với led So với led LCD có giá thành cao thể hiển thị trực quan hiệu Các cấu chấp hành 6.1 Khối điều khiển động cơ: Khối điều khiển động thường tách riêng với khối xử lý trung tâm Opto cách ly quang Về điều khiển động thường sử dụng phương pháp PMW để điều khiển động bước động DC Động DC: Động chiều ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực điều khiển tự động Cấu tạo động chiều gồm có Stato Roto -Stato thường làm nam châm vĩnh cửu nam châm điện ở động công suất lớn Roto cuộn dây quấn lõi thép Roto thường phận quay Stato đứng yên -Các đầu cuộn dây Roto đặt lên cở góp có chởi than nhằm đảm bảo từ thông qua cuộn dây Roto liên tục tức trì lực từ tác dụng quay lên Roto cách liên tục Động DC có số loại Servo, Step, Encoder… PMW: PWM cụm từ Pulse Witdth Modulation kỹ thuật dùng để điều khiển động DC cách điều chỉnh độ rộng xung Khoảng thời gian mà xung ở mức logic cao ứng với thời gian có dòng điện qua động ngược lại PWM sử dụng kỹ thuật đóng mở nguồn cung cấp cho động với khoảng thời gian giãn cách khác từ điều khiển tốc độ động Hình vẽ minh hoa: 37 6.2 Thiết bị làm lạnh: Đây thiết bị quan trong máy bán nước tự động giúp cho lon nước ở trạng thái lạnh -Đối với máy công suất nhỏ, người ta thường sử dụng máy nén kiểu kín, dàn lạnh dàn ngưng dàn ống đồng cánh nhôm -Đối với máy cỡ lớn làm lạnh nước, máy điều hồ VRV Máy nén lạnh sử dụng có nhiều loại máy nén piston, máy nén trục vít, máy nén kiểu kín, máy nén ly tâm vv… 6.3 Khối nhận dạng tính tiền: Nhận dạng tiền công nghệ xử lý ảnh: Nhận dạng ảnh trình xác định ảnh Quá trình thường thu cách so sánh với mẫu chuẩn hoc (hoặc lưu) từ trước Nội suy phán đoán theo ý nghĩa sở nhận dạng Ví dụ: loạt chữ số nét gạch ngang phong bì thư nội suy thành mã điện thoại Có nhiều cách phân loai ảnh khác ảnh Theo lý thuyết nhận dạng, mơ hình tốn hoc ảnh phân theo hai loại nhận dạng ảnh bản: + Nhận dạng theo tham số + Nhận dạng theo cấu trúc Ý tưởng việc nhận dạng tiền công nghệ xử lý ảnh dùng camera gắn ở đầu vào đưa đồng xu Camera chụp hình tờ tiền gửi ảnh cho xử lý Ở ta dùng máy tính có lưu ảnh chuẩn đồng xu cần nhận dạng Một chương trình phân tích đối chiếu sai lệch hình ảnh hai tờ tiền ở mức cho phép từ đưa xử lý khác.: 6.4 Khối trả tiền thừa 38 Một máy bán hàng cần phải có cấu trả lại tiền thừa cho người mua Cơ cấu trả tiền phải xác nhanh, đảm bảo trả lại tiền thừa cho khách hàng Có thể vận dụng nguyên lý mơ tả hình để thiết kế cấu trả tiền Nguyên lý hoạt động: Vì cấu trả tiền độc lập với cấu nhận dạng, nên số tiền thừa để trả cho người mua phải tích trữ sẵn máy Cảm biến quang lắp gần đáy đựng tiền để báo số tiền tích trữ hết Khi có tín hiệu u cầu trả tiền, động DC quay đẩy đồng tiền nằm cùng ngồi Khi chạm phải cơng tắc hành trình động DC lặp tức quay trả vị trí ban đầu đồng thời tiền thừa rơi xuống hộc trả tiền Kết thúc chu trình đẩy tiền Tùy theo số lần đẩy mà chương trình xử lý tính toán bao nhiêu, động DC quay trả theo số lần 6.5 Khối đẩy lon nước ngoài: Cấu tạo: Sản phẩm trả cho khách hàng cách sử dụng động điện chiều kết hợp với tay gạt sản phẩm : 39 Nguyên tắc hoạt động: Khi xử lý trung tâm hoàn tất việc kiểm tra số tiền, sản phẩm chon kích hoạt cho động bước quay khoảng ¼ vòng đẩy lon nước qua máng nghiêng cho ngồi thùng chứa người dùng lấy để sử dụng Một số lỗi xảy sử dụng Hệ thống bị lỗi thực giao dịch điều tồi tệ làm uy tín người dùng nhà kinh doanh sản phẩm Do nhà quản lý phải thường xuyên bảo trì nâng cao chất lượng dịch vụ nhằm thỏa mãn nhu cầu người dùng Lỗi khí: Đây lỗi xảy trình vận hành máy mà chi tiết khí khơng đồng vói sủ dụng qua thời gian tác động môi trường phát sinh hư hỏng ở phận truyền động, motor Biện pháp :Bảo trì thường xuyên hệ thống khí Lỗi mạch điện tử: Các linh kiện điện tử bị hư hỏng, bị lỗi trình hoạt động Biện pháp: Sử dụng linh kiện chất lượng cao dùng mạch dự phòng song song Lỗi nhận dạng: 40 -Tiền đưa vào ở trạng thái biến dạng gây lỗi nhận dạng sai -Bộ cảm biến nhận dạng, đếm bị lỗi Lỗi máy không trả tiền thừa lon nước: -Trường hợp trường hợp thường xảy ở số máy bán nuớc tự động Nguyên nhân thường hệ thống khí đưa nước bị lỗi CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG Xây dựng lưu đồ thuật toán 1.1 Lưu đồ giải thuật mơ tả q trình hoạt động hệ thống Nhận kiểm tra tiền =5000đ Chon loại hàng số lượng Hiển thị không đủ tiền & trả lại tiền 41 Kết thúc giao dịch Chon loại hàng số lượng Đưa hàng Trả tiền thừa 1.2 Lưu đồ giải thuật mã hóa hệ thống 42 43 Đặt địa biến vào 44 Chương trình điều khiển 45 46 47 48 49 Sơ đồ kết nối PLC viết tắt Programmable logic controller thiết bị điều khiển logic khả trình, cho phép thực linh hoạt tḥt tốn điều khiển logic thơng qua ngơn KẾT LUẬN Qua q trình làm đồ án mơn hoc trang bị điện giúp đỡ thầy nên tơi hồn thành nội dung đồ án Nội dung đồ án chủ yếu tìm hiểu cơng nghệ, đặc điểm q trình hoạt động hệ bán hàng tự động, tìm hiểu thiết bị khả trình PLC câu lệnh dùng PLC S7-200 Đặc biệt đồ án giải chương trình điều khiển, xây dựng mạch kết 50 nối điều khiển lập hồ sơ trang bị điện hệ thống bán hàng tự động đáp ứng yêu cầu công nghệ đặt Tuy thân cố gắng nhiều thời gian, điều kiện tài liệu khó khăn khả có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót, mong đóng góp ýkiến thầy giáo 51