THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
Sơ đồ khối của hệ thống
Hình 1.1 sơ đồ khối hệ thống
2.2 Chức năng các linh kiện
1/ Băng tải a/ Cấu tạo băng tải
Hình 1.2 cấu tạo băng chuyền
1 Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật.
2 Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo
3 Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo
4 Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ ) làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc.
- Cấu tạo của động cơ:
Động cơ điện bao gồm hai thành phần chính: stato và rôto Stato được cấu tạo từ các cuộn dây ba pha điện quấn quanh các lõi sắt, sắp xếp trên một vành tròn nhằm tạo ra từ trường quay Rôto, với hình dạng hình trụ, hoạt động như một cuộn dây quấn trên lõi thép.
- Hoạt động của động cơ:
Khi động cơ được kết nối với mạng điện, từ trường quay do stato tạo ra khiến rôto quay trên trục Chuyển động quay của rôto được truyền ra ngoài qua trục máy, phục vụ cho việc vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác.
3/ Cảm Biến Hồng Ngoại E3F-DS30C4
Hình 3.1 cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hoạt động bằng cách sử dụng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện vật cản phía trước Nó phát ra tia hồng ngoại với dải tần số chuyên biệt, giúp tăng cường khả năng chống nhiễu, ngay cả trong điều kiện ánh sáng ngoài trời.
4/ Xy lanh khí 2 hành trình CG1
Hình 4.1 xy lanh 2 hành trình
Xy lanh khí được sử dụng để đẩy vật và có chức năng chuyển đổi thế năng của khí ở áp suất cao thành động năng dưới dạng chuyển động tịnh tiến Nhờ khả năng sinh ra động năng, xy lanh khí trở thành công cụ hiệu quả trong việc đẩy các vật thể.
Encoder, hay còn gọi là bộ mã hóa, là thiết bị cảm biến chuyển động cơ học có khả năng chuyển đổi chuyển động thành tín hiệu kỹ thuật số Nó hoạt động như một thiết bị cơ điện, tạo ra các xung tương ứng với chuyển động, giúp theo dõi và điều khiển các hệ thống tự động hóa hiệu quả.
Hình 6.1 PLC S7-1200 Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
– 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng.
– 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm.
– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB).
– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP.
– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.
2.3 Sơ đồ nguyên lí tổng quát
Lớp điều khiển giám sát
Hình 7.1 thiết kế mô hình
Hình 7.2 thi công mô hình
Động cơ DC
- Cấu tạo của động cơ:
Động cơ điện bao gồm hai thành phần chính: stato và rôto Stato được cấu tạo từ các cuộn dây ba pha điện quấn quanh các lõi sắt, sắp xếp trên một vành tròn để tạo ra từ trường quay Rôto, hình trụ, hoạt động như một cuộn dây quấn trên lõi thép, đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
- Hoạt động của động cơ:
Khi động cơ được kết nối với mạng điện, từ trường quay do stato tạo ra khiến rôto quay quanh trục Chuyển động quay của rôto được truyền qua trục máy, sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác.
3/ Cảm Biến Hồng Ngoại E3F-DS30C4
Hình 3.1 cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hoạt động bằng cách sử dụng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện vật cản phía trước Nó phát ra tia hồng ngoại với dải tần số chuyên biệt, giúp khả năng chống nhiễu tốt ngay cả trong điều kiện ánh sáng ngoài trời.
4/ Xy lanh khí 2 hành trình CG1
Hình 4.1 xy lanh 2 hành trình
Xy lanh khí được sử dụng để đẩy vật, với chức năng chính là biến đổi thế năng của khí ở áp suất cao thành động năng dưới dạng chuyển động tịnh tiến Nhờ khả năng sinh ra động năng, xy lanh khí trở thành công cụ hiệu quả trong việc thực hiện các tác vụ đẩy.
Encoder, hay còn gọi là bộ mã hóa, là một thiết bị cảm biến chuyển động cơ học có khả năng chuyển đổi chuyển động thành tín hiệu kỹ thuật số Nó hoạt động như một thiết bị cơ điện, tạo ra các xung tín hiệu tương ứng với chuyển động được ghi nhận.
Hình 6.1 PLC S7-1200 Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
– 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng.
– 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm.
– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB).
– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP.
– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.
2.3 Sơ đồ nguyên lí tổng quát
Lớp điều khiển giám sát
Hình 7.1 thiết kế mô hình
Hình 7.2 thi công mô hình
Xy lanh khí 2 hành trình CG1
Hình 4.1 xy lanh 2 hành trình
Xy lanh khí là thiết bị chuyển đổi thế năng của khí nén ở áp suất cao thành động năng, tạo ra chuyển động tịnh tiến Nhờ khả năng sinh ra động năng, xy lanh khí thường được sử dụng để đẩy các vật thể trong nhiều ứng dụng công nghiệp.
Encoder
Bộ mã hóa, hay còn gọi là encoder, là một thiết bị cảm biến chuyển động cơ học có khả năng chuyển đổi chuyển động thành tín hiệu kỹ thuật số Nó hoạt động như một thiết bị cơ điện, tạo ra các xung tín hiệu đáp ứng với chuyển động.
PLC S7-1200
Hình 6.1 PLC S7-1200 Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
– 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng.
– 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm.
– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB).
– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP.
– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.
2.3 Sơ đồ nguyên lí tổng quát
Lớp điều khiển giám sát
Hình 7.1 thiết kế mô hình
Hình 7.2 thi công mô hình
GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN
Hoạt động của hệ thống
Mô Hệ thống có hai chế độ hoạt động là chế độ bằng tay và chế độ tựu động
-Chế độ bằng tay thì ta có thể điều khiển băng chuyền, xy lanh , động cơ bằng các nút nhấn trên màn hình mô phỏng SCADA
Chế độ tự động của băng chuyền hoạt động bằng cách nhận diện các vật đặt lên băng tải Khi vật được đặt lên, băng chuyền bắt đầu chạy và các cảm biến chiều cao, trung bình, thấp và lỗi sẽ xác định kích thước của vật Nếu cảm biến cao phát hiện vật cao, thông tin sẽ được truyền đến xilanh để đẩy vật ra ngoài và rơi xuống thùng Tương tự, vật trung bình cũng được xử lý theo cách tương tự, trong khi vật thấp sẽ được đẩy bởi xilanh thấp Đối với sản phẩm lỗi, băng chuyền sẽ không đẩy mà đưa chúng đến cuối băng tải để rơi vào thùng.
Hệ hống kết nối
PLC_1 kết nối với màn hình HMI_RT_1 bằng mạng PN/IE_1
3.3 Các biến đầu vào và ra của hệ thống.
TT Name Adress Type Giải thích
1 I_Mode I0.0 Bool Switch chế độ 1 auto, 0 menu
2 I_CBcao I0.1 Bool Cảm biến sản phẩm cao
I0.2 Bool Cảm biến sản phẩm TB
4 I_CBThap I0.3 Bool Cảm biến sản phẩm thấp
5 I_BT I0.4 Bool Khởi động /dừng động cơ băng tải
6 I_Xylanhcao I0.5 Bool Đóng mở xi lanh sản phẩm cao
7 I_XylanhTB I0.6 Bool Đóng mở xi lanh sản phẩm trung bình
8 I_Xylanhthap I1.0 Bool Đóng mở xi lanh sản phẩm thấp
9 I_CBloi I0.3 Bool Cảm biến sản phẩm loi
TT Name Adress Type Giải thích
1 M_Mode M10.0 Bool Switch chế độ 1 auto, 0 menu
2 M_ CBcao M10.1 Bool Cảm biến sản phẩm cao
M10.2 Bool Cảm biến sản phẩm TB
4 M_CBThap M10.7 Bool Cảm biến sản phẩm thấp
5 M_BT M10.4 Bool Khởi động /dừng động cơ băng tải
6 M_Xylanhcao M10.5 Bool Đóng mở xi lanh sản phẩm cao
7 M_XylanhTB M0.6 Bool Đóng mở xi lanh sản phẩm trung bình
8 M_Xylanhthap M11.0 Bool Đóng mở xi lanh sản phẩm thap
9 M_simulation M5.0 Bool Nút mô phỏng trên scada
11 M_CBloi M10.3 Bool Cảm biến sản phẩm loi
TT Name Adress Type Giải thích
1 Q_lamp_Auto Q0.0 Bool Đèn chế độ auto
2 Q_lamp_Menu Q0.1 Bool Đèn chế đô menu
3 Q_BT Q0.2 Bool Băng tải phân loại
4 Q_Xylanh_cao Q0.3 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm cao
5 Q_Xylanh_TB Q0.4 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm trung bình
6 Q_Xylanh_thap Q0.5 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm thấp
4 Bit trung gian chế độ auto và manu
TT Name Adress Type Giải thích
1 Q_Auto_BT M20.0 Bool Băng tải phân loại
2 Q_Auto_Xylanh_cao M20.1 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm cao
3 Q_Auto_Xylanh_TB M20.2 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm trung bình
4 Q_menu_BT M30.0 Bool bang tai
5 Q_menu_Xylanh_cao M30.1 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm cao
6 Q_menu_Xylanh_TB M30.2 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm trung bình
7 M_Reset M5.1 Bool Reset hệ thống
9 SIMU_CB_Cao M5.2 Bool Mô phỏng sản phẩm cao
10 SIMU_CB_TB M5.3 Bool Mô phỏng sản phẩm trung bình
11 SIMU_CB_loi M5.4 Bool Mô phỏng sản phẩm loi
12 Q_Auto_Xylanh_thap1 M20.3 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm thap
13 Q_menu_Xylanh_thap M30.3 Bool Xi lanh đẩy sản phẩm thap
14 SIMU_CB_thap M5.6 Bool Mô phỏng sản phẩm thấp
TT Name Adress Type Giải thích
1 Act_Count_Cao MW200 int Bộ đếm số sản phẩm cao
2 Act_Count_TB MW202 int Bộ đếm số sản phẩm TB
3 Act_Count_Thap MW204 int Bộ đếm số sản phẩm thấp
4 Simu_VT_SP MW206 int Mô phỏng vị trí sản phẩm
5 Simu_Type_SP MW208 int Mô phỏng loại sản phẩm
6 Act_Count_loi MW204 int Bộ đếm số sản phẩm loi
7 Analog MW212 Word đầu vào xung analog
Chương trình hệ thống
THỰC HIỆN
Tiến trình thực hiện
Bước 1: Chọn và kết nối PLC
Bước 2: Tạo các biến đầu vào và ra
Bước 3: Viết chương trình PLC
Sau khi cấp nguồn cho động cơ và PLC, hệ thống bắt đầu hoạt động với động cơ kéo băng tải Khi vật di chuyển qua các cảm biến, chúng sẽ nhận dạng và gửi tín hiệu về PLC PLC sau đó truyền lệnh cho xy-lanh để đẩy vật rơi xuống thùng hàng, trong khi các sản phẩm lỗi sẽ được đưa đến cuối băng chuyền.
- Các bộ đếm trên màn hình SCADA sẽ hiển thị số lượng sản phẩm , giúp ta dễ dnagf quản lí hơn
- Cả hai chế độ hoạt động bằng tay và chế độ tự động hoạt động đúng theo kết quả dự kiến
- Kết quả sau khi thực hiện với dự kiến kết quả ở chương một thì cho ra kết quả đúng theo dự định và mạch hoạt động ổn định.
kết luận thực hiện
- Cả hai chế độ hoạt động bằng tay và chế độ tự động hoạt động đúng theo kết quả dự kiến
- Kết quả sau khi thực hiện với dự kiến kết quả ở chương một thì cho ra kết quả đúng theo dự định và mạch hoạt động ổn định.
