Tổng quan về dây chuyền
Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, điều khiển tự động trở thành yếu tố quan trọng trong nhiều lĩnh vực như khoa học kỹ thuật, quản lý và công nghiệp tự động hóa Việc nắm bắt và áp dụng hiệu quả kỹ thuật điều khiển tự động không chỉ góp phần vào sự phát triển chung của nền khoa học kỹ thuật thế giới mà còn thúc đẩy sự tiến bộ trong lĩnh vực này.
Xuất phát từ những đợt thực tập tại các nhà máy và khu công nghiệp, chúng tôi nhận thấy nhiều quy trình sản xuất đã được tự động hóa, đặc biệt là việc vận chuyển sản phẩm qua băng tải và sử dụng hệ thống nâng gắp để phân loại Tuy nhiên, các doanh nghiệp vừa và nhỏ vẫn phụ thuộc vào lao động thủ công trong khâu phân loại và đóng bao bì, dẫn đến năng suất thấp Để nâng cao hiệu quả lao động và đảm bảo độ chính xác cao trong việc phân loại sản phẩm, tôi đã quyết định thiết kế một mô hình sử dụng băng chuyền kết hợp mã vạch Giải pháp này không chỉ phù hợp với thực tế sản xuất mà còn góp phần nâng cao quản lý và kiểm soát, thúc đẩy sự phát triển của xã hội và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong nền kinh tế toàn cầu.
Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là kỹ thuật điện - điện tử và điều khiển tự động, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như khoa học, quản lý và công nghiệp tự động hóa Việc nắm bắt và áp dụng hiệu quả các công nghệ này là cần thiết để góp phần vào sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật toàn cầu, đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển tự động Các công nghệ tiên tiến như vi xử lý, PLC và vi mạch số đang thay thế những hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, chậm chạp và kém chính xác bằng các hệ thống điều khiển tự động với lệnh chương trình đã được lập trình sẵn.
Trong bối cảnh các nhà xưởng và xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm nhân lực trở thành nhu cầu cấp thiết Ngành công nghiệp ngày càng phát triển, yêu cầu tự động hóa trong sản xuất để tối ưu hóa quản lý dây chuyền và sản phẩm Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả quản lý Để đáp ứng yêu cầu này, nhóm chúng em đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế và thi công ứng dụng PLC S7.
1200 điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch, điều khiển và giám sát qua WinCC”
Hình 1 1 Hệ thông phân loại sản phẩm
Mục tiêu với đề tài “Điều Khiển Hệ Thống Phân Loại Theo Mã Vạch Dùng S7-1200
Khâu phân loại sản phẩm là một phần thiết yếu trong dây chuyền sản xuất, và bộ điều khiển logic lập trình PLC đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Mã vạch đóng vai trò quan trọng trong việc ghi nhận đầy đủ thông tin về sản phẩm, bao gồm loại sản phẩm, ngày sản xuất, nơi nhận hàng và địa điểm sản xuất.
Hệ thống SCADA không chỉ lưu trữ toàn bộ dữ liệu sản phẩm và quy trình phân phối mà còn cho phép quản lý và điều khiển hệ thống hiệu quả Điều này giúp hạn chế sự can thiệp của người quản lý vào dây chuyền sản xuất.
Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những chuyển động cần thiết:
Băng chuyền hoạt động bằng cách truyền chuyển động quay cho trục thông qua động cơ điện một chiều kết hợp với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trung gian Để phân loại sản phẩm có mã vạch khác nhau, chuyển động tịnh tiến của xi lanh được điều khiển bởi hệ thống khí nén.
Khi ấn nút Start, máy bắt đầu hoạt động và sản phẩm được đẩy vào băng chuyền bởi xi lanh Hệ thống điều khiển giúp phân loại sản phẩm trên băng chuyền theo mã vạch khác nhau Sau khi phân loại, các sản phẩm sẽ được chuyển đến thùng hàng để đóng gói Chu trình này tiếp tục cho đến khi tất cả sản phẩm được phân loại hoàn tất.
Cách tiếp cận và phương pháp
Dựa trên mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã thu thập tài liệu liên quan để tiến hành xử lý và nghiên cứu cho đề tài này.
Học tập và tìm hiểu qua những video giới thiệu và hướng dẫn sử dụng PLC S7 1200, Camera xử lý ảnh
Dựa trên kiến thức cơ bản được học của bộ môn lập trình PLC và điều khiển
Thiết kế mạch điện điều khiển cho các trạm thành phần
Tính toán và lựa chọn thiết bị điện điều khiển là bước quan trọng trong việc xây dựng hệ thống điều khiển hiệu quả Cần đưa ra các phương án điều khiển tối ưu và tiết kiệm chi phí nhất để đảm bảo hoạt động hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
Sách tham khảo về cơ khí, điện, khí nén
Các xưởng gia công: tiện, phay, CNC, hàn.
Nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu về camera xử lý ảnh
Phân tích và làm rõ chức năng của các thiết bị điều khiển
Tìm hiểu cách lắp đặt thiết bị trên panel tủ điện và phương pháp đấu nối thiết bị là rất quan trọng Bài viết đề xuất các giải pháp và phương án điều khiển, từ đó đưa ra những kết luận và khuyến nghị hữu ích Đồng thời, nghiên cứu và thiết kế mạch điện điều khiển cũng được nhấn mạnh để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn trong hệ thống điện.
Sử dụng và khai thác phần mềm TIA phục vụ viết chương trình cho S7 1200
Ý nghĩa và thực tiễn của đề tài
Đóng góp vào việc học tập, nghiên cứu và giảng dạy tại các trường đại học, cao đẳng và trung cấp kỹ thuật trên toàn quốc, giúp sinh viên có cái nhìn khách quan và chân thực về thực tế trong quá trình học.
Tiết kiệm nhân lực và tăng tốc quá trình sản xuất là mục tiêu chính, giúp tối ưu hóa dây chuyền sản phẩm Việc phân loại đơn giản và khả năng thay thế hầu hết các loại cảm biến khác trong dây chuyền cũng góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất.
Mã vạch giúp người quản lý dễ dàng kiểm tra và phân loại số lượng sản phẩm theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm nơi nhận và người sử dụng, đảm bảo tính chính xác đến từng đích đến.
Thuận tiện cho người quản lí, rút bớt thời gian củng như không can thiệp nhiều.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Khi khởi động hệ thống, băng tải sẽ hoạt động để vận chuyển sản phẩm Sản phẩm sau đó được đưa qua thiết bị đọc mã vạch, nơi phần mềm hệ thống sẽ quét và kiểm tra thông tin trong cơ sở dữ liệu.
Khi thiết bị đọc mã vạch loại 1 nhận diện sản phẩm, nó sẽ gửi tín hiệu để đưa xi lanh 1 vào trạng thái chuẩn bị Khi sản phẩm đi qua cảm biến hồng ngoại, xi lanh 1 sẽ được kích hoạt để đẩy sản phẩm.
Khi thiết bị đọc mã vạch loại 2 nhận diện sản phẩm, nó sẽ gửi tín hiệu để đưa xi lanh 2 vào trạng thái chuẩn bị Khi sản phẩm đi qua cảm biến hồng ngoại, xi lanh 2 sẽ được kích hoạt để đẩy sản phẩm.
Trong trường hợp 3, thiết bị đọc mã sản phẩm với mã vạch không thuộc loại 1 hoặc 2 sẽ không kích hoạt tín hiệu cho xi lanh 1 hoặc 2 vào trạng thái chuẩn bị Sản phẩm này sẽ di chuyển trực tiếp mà không có sự can thiệp của xi lanh, đồng thời thông tin sẽ được lưu trữ vào cơ sở dữ liệu.
Các công nghệ trên hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch
Mô hình phục vụ đồ án tốt nghiệp được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế và các điều kiện phân loại phức tạp Để đạt được mục tiêu này, mô hình cần tuân thủ một số yêu cầu kỹ thuật chung nhất định.
Mô hình cơ bản phải phù hợp với nguyên lý phân loại trong thực tế
Lắp ráp, đấu nối và vận hành điều khiển dễ dàng
Sử dụng vật tư, thiết bị và linh kiện thông dụng giúp việc thay thế và sửa chữa trở nên dễ dàng hơn Điều này không chỉ đảm bảo tính thẩm mỹ mà còn giữ cho không gian gọn gàng Hơn nữa, các cơ cấu truyền động và giá đỡ cố định cần phải đảm bảo độ cứng vững trong suốt quá trình vận hành.
Hiện nay, sự phát triển của công nghiệp hóa và hiện đại hóa đòi hỏi các hệ thống phân loại sản phẩm phải đáp ứng nhiều yêu cầu phức tạp hơn.
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật con người dã biết
Việc phân loại sản phẩm có nhiều cách, có thể sử dụng vi điều khiển hoặc sử dụng PLC
Sử dụng PLC trong điều khiển phân loại sản phẩm có nhiều ưu điểm:
+ Làm việc chắc chắn, liên tục và tuổi thọ cao
+ Dể bảo trì, bảo dưỡng
+ Có thể làm việc trong nhiều trường hợp khác nhau
+ Người sử dụng dể tiếp cận
+ Có giám sát và điều khiển trên máy tính.
Tổng quan về mã vạch
Lịch sử ra đời
Ý tưởng về mã vạch được phát triển bởi Norman Joseph Woodland và Bernard
Vào năm 1948, khi còn là sinh viên tại Đại học tổng hợp Drexel, nhóm nghiên cứu đã phát triển ý tưởng về việc tự động kiểm tra quy trình sản xuất sau khi nghe mong muốn của một chủ tịch công ty thực phẩm Họ bắt đầu với việc sử dụng mã Morse để tạo ra các vạch in thẳng đứng, sau đó chuyển sang hình thức mã vạch dạng "điểm đen" với các vòng tròn đồng tâm Ngày 20 tháng 10 năm 1949, họ đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công trình "Classifying Apparatus and Method" (Thiết bị và phương pháp phân loại) với mã số 2,612,994, và bằng sáng chế này được cấp vào ngày 7 tháng 10 năm 1952.
Hình 1 3 Thiết bị chuyên dụng gọi là máy đọc (quét) mã vạch
Thiết bị đọc mã vạch đầu tiên được phát triển bởi Woodland và Silver vào năm 1952, sử dụng đèn dây tóc 500 W và ống chân không nhân quang tử của RCA Mặc dù sáng chế này không được áp dụng thực tiễn do vấn đề với nhiệt độ, nó đã được bán cho Philips vào năm 1962, sau đó chuyển nhượng cho RCA Sự ra đời của tia laser vào năm 1960 đã làm giảm chi phí sản xuất thiết bị đọc mã vạch, cùng với sự phát triển của mạch bán dẫn giúp việc giải mã tín hiệu từ mã vạch trở nên khả thi Tuy nhiên, Silver đã qua đời trước khi thấy thành công của công nghệ này.
1963 ở 38 tuổi trước khi có bất kỳ những gì thực tiễn thu được từ sáng chế này.
Cách tạo ra mã vạch
Để in ra mã vạch, bạn cần phải xác định mã vạch sẽ được in vào đâu, với mục đích sử dụng như thế nào:
Nếu bạn cần in mã vạch cho văn bản, giấy tờ hoặc tài liệu, có thể sử dụng các phần mềm phổ biến như Word, Excel (trong một số trường hợp cụ thể), Corel Draw, hoặc các phần mềm hỗ trợ in mã vạch chuyên dụng.
Nếu bạn là nhà sản xuất hàng hóa và muốn in mã vạch trực tiếp lên bao bì sản phẩm, mã vạch sẽ trở thành một phần quan trọng trong thiết kế tổng thể của bao bì Việc in mã vạch thường được thực hiện bằng công nghệ in bao bì, chủ yếu là in Offset.
Nếu bạn cần in mã vạch cho nhãn sản phẩm với số lượng lớn, như trong các khu công nghiệp hay cửa hàng, việc sử dụng công nghệ in nhãn chuyên nghiệp là rất quan trọng Công nghệ này bao gồm máy in nhãn chuyên nghiệp (Label Printer hay barcode printer) và phần mềm in nhãn chuyên dụng Các phần mềm văn phòng và máy in văn phòng không đáp ứng được các tiêu chuẩn công nghiệp khắt khe cho nhãn hàng hóa, vì vậy chỉ công nghệ in nhãn chuyên nghiệp mới có thể đảm bảo chất lượng cần thiết.
Để in mã vạch lên thẻ nhựa, như thẻ nhân viên hoặc thẻ hội viên, bạn cần sử dụng công nghệ in thẻ, bao gồm một máy in thẻ và phần mềm in thẻ hỗ trợ mã vạch.
Việc sử dụng phần mềm không chuyên về mã vạch, chẳng hạn như Corel, chỉ cho phép in và xử lý mã vạch ở mức độ cơ bản Điều này đồng nghĩa với việc không thể in các loại mã vạch 2-D hoặc nén mã vạch với các tỷ lệ nén khác nhau.
Ứng dụng
Các thông tin có thể mã hóa thành mã vạch:
- Số nhận diện người bán, nhận diện nhà sản xuất, doanh nghiệp
- Tên hay số hiệu khách hàng
- Số hiệu lo hàng số seri
- Số hiệu đơn đặt mua hàng.
GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG
Lựa chọn thiết bị điện cho hệ thống
2.1.1 PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC
Hình 2 1 PLC S7 – 1200 CPU 1214 DC/DC/DC
Số chân ngõ vào DI :14
Số chân ngõ ra DQ : 10
Chỉnh lưu từ lưới điện xoay chiều thành điện một chiều là giải pháp hiệu quả cho các thiết bị điện tử Thiết bị này được sử dụng trong các mạch ổn áp, giúp cung cấp dòng điện ổn định và tránh tình trạng sụt áp, ảnh hưởng đến mạch Với hiệu suất cao, giá thành hợp lý và độ tin cậy tốt, chỉnh lưu đảm bảo cung cấp dòng điện đạt chuẩn thông số kỹ thuật.
Chức năng trong mô hình : cấp nguồn 24VDC cho hệ thống
+ Điện Áp Đầu Vào: AC 220V ( Chân L và N )
+ Điện Áp Đầu Ra: DC 24V 5A (Chân dương V+ , Chân Mass-GND : V-)
+ Điện áp ra điều chỉnh: +/-10%
+ Phạm vi điện áp đầu vào: 85 ~ 132VAC / 180 ~ 264VAC
+ Bảo vệ quá tải Bảo vệ quá áp Bảo vệ nhiệt độ cao
+ Khả năng chống sốc: 10 ~ 500Hz, 2G 10min / 1 chu kỳ, thời kỳ cho 60 phút mỗi trục
+ Nhiệt độ hoạt động và độ ẩm: -10 ℃ ~ + 60 ℃, 20% ~ 90% RH
+ Nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ: -20 ℃ ~ + 85 ℃, 10% ~ 95RH
Nút nhấn là thiết bị quan trọng trong việc đóng cắt mạch điện, thường được sử dụng trong các thiết bị hàn và khoan Nó giúp người dùng thực hiện thao tác khởi động và dừng mô hình một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Chiều dài của nút nhấn (chưa tính chân): 30mm Đường kính nút bấm :15mm
Màu sắc: xanh lá, đỏ, vàng
Số chân: 4 chân Điện áp cung cấp: 24 VDC
Hình 2 4 Nút nhấn khẩn cấp
Nút nhấn khẩn cấp là thiết bị thiết kế đặc biệt để dừng máy trong các tình huống khẩn cấp Với đầu nút lớn, người dùng có thể dễ dàng tác động trong trường hợp cần thiết Khi được kích hoạt, nút nhấn sẽ giữ trạng thái dừng cho đến khi người dùng xoay nút để trở lại chế độ ban đầu.
Chức năng trong mô hình: ngừng hệ thống trong trường hợp khẩn cấp
- Chiều dài của nút nhấn (chưa tính chân): 30mm
- Đường kính nút bấm:15mm
- Điện áp cung cấp: 24 VDC
- Mô tả: Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động)
- Chức năng trong mô hình : đóng ngắt mạch động lực
- Thông số kỹ thuật : Điện áp: 230/400Vac ~ 50/60Hz
Số lần đóng cắt: 20000 lần Điều kiện hoạt động:
Nhiệt độ tham chiếu để cài đặt phần tử nhiệt (℃):30
Nhiệt độ môi trường xung quanh (℃):-35 ~ +70
Nhiệt độ lưu trữ xung quanh (℃): -35 ~ +85 Độ cao: ≤5000m
Rơ le là một thiết bị công tắc có khả năng chuyển đổi hoạt động thông qua điện năng, với hai trạng thái chính là ON và OFF Trạng thái của rơ le, có thể là ON hoặc OFF, phụ thuộc vào cách kết nối của người sử dụng.
- Chức năng trong mô hình : Đóng/cắt động cơ, van, đèn, xylanh
Kích thước : 27mm x 21mm x 35mm
Nhiệt độ : -25℃ - 55℃ Điện áp : 24VDC
Số lần đóng cắt : 100.000 lần
- Loại chip: cảm biến hình ảnh CMOS màu
- Tự động cân bằng trắng
- Tự động bù màu Động cơ giảm tốc
Hình 2 8 Động cơ giảm tốc
Lựa chọn cơ cấu chấp hành trong mô hình
Hình 2 9 Cảm biến hồng ngoại PNP
Cảm Biến Tiệm Cận Hồng Ngoại E3F-DS30P1 PNP Vàng dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh
Ngõ ra cảm biến dạng PNP khi không có vật cản ngõ ra ở mức thấp, khi có vật cản ngõ ra ở mức cao
Ngoài ra, cảm biến có thể chỉnh khoảng cách nhận mong muốn thông qua biến trở được tích hợp trên mạch
Chức năng trong mô hình : Phát hiện vật
+ Nguồn điện cung cấp: DC6~36V
+ Khoảng cách phát hiện: 10~30cm
+ Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở
+ Dòng kích ngõ ra: 300mA
+ Chất liệu sản phẩm: nhựa
Xanh: 0V Đen: Tín hiệu ngõ ra
Mô tả: Van điện từ khí nén AIRTAC 4V210-08 là loại van khí nén 5/2 có 5 cổng 2 vị trí và 1 đầu coil điện, kích hoạt và điều khiển bằng điện
Chức năng trong mô hình: Điều khiển xi lanh khí nén
+ Kớch thước cổng: ẳ (ren 13mm)
+ kích thước cổng xả: 1/8″ (ren 9.6)
+ Áp suất hoạt động: 0.15 – 0.8 MPa
+ Loại van hơi 5 cửa 2 vị trí (1 đầu coil điện)
+ Dòng series 4V200 có 3 loại như sau:
Hình 2 11 Xi lanh khí nén Thông số kỹ thuật:
Hành trình: 100mm Áp suất chịu đựng: 10kg
Xi lanh tác động kép là thiết bị cho phép ứng dụng lực đẩy khí nén theo hai hướng, giúp di chuyển cơ cấu dẫn động của thanh đẩy đến cả hai đầu piston.
Băng chuyền nhựa PVC được chế tạo từ chất liệu nhựa dẻo tổng hợp Pily vinyl clorua, nổi bật với khả năng đàn hồi cao và khả năng chịu nhiệt tốt Ngoài ra, sản phẩm còn có khả năng kháng dầu và chịu lực hiệu quả, đảm bảo tính bền vững trong quá trình sử dụng.
Bề mặt băng tải PVC được thiết kế với các lớp nhựa PVC kết hợp với 1-3 lớp bố chịu lực, nhằm nâng cao khả năng vận chuyển hàng hóa Sự xen kẽ này giúp tối ưu hóa độ bền và hiệu suất của băng tải, phù hợp với từng độ dày khác nhau.
Chức năng: vận chuyển sản phẩm
TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Tổng quan về hệ thống điều khiển
Sơ đồ điều khiển đảm bảo đủ các quá trình công nghệ Đơn giản, tin cậy, đầy đủ các đầu vào – ra Đảm bảo thứ tự điểu khiển
Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) được sử dụng trong mạch điều khiển để quản lý hệ thống phân loại sản phẩm, nhờ vào tính tự động hóa cao và ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp và sản xuất.
Không mất nhiều thời gian lắp đặt
Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển Độ tin cậy cao
Dễ dàng trong bảo dưỡng, sửa chữa
Trên yêu cầu kỹ thuật đã phân tích ở trên, tôi lựa chọn phương án thiết kế của mô hình phân loại sử dụng băng tải như sau:
Mô hình sử dụng băng tải được dẫn động bằng động cơ riêng biệt
Mô hình sử dụng cảm biến hồng ngoại phát hiện vật
Mô hình sử dụng một đầu đọc mã vạch được lắp ở độ cao và góc nghiêng cố định
Sử dụng hai xi lanh khí nén thực hiện nhiệm vụ phân loại
Sử dụng bộ điều khiển PLC S7-1200 và chương trình python để điều khiển hệ thống.
Hệ thống điều khiển dùng PLC
PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) là thiết bị điều khiển có khả năng lập trình, cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình Người dùng có thể lập trình PLC để thực hiện nhiều trình tự và sự kiện khác nhau PLC hoạt động bằng cách quét các trạng thái I/O, với mỗi vòng quét được gọi là scan Thiết bị này được sử dụng để thay thế các mạch relay truyền thống, vốn cồng kềnh và phức tạp.
3.2.2 Cấu trúc cơ bản của PLC
- CPU: thực hiện chương trình và chứa dữ liệu cho điều khiển các quá trình tự
- Nguồn cấp điện (Power supply)
- Các đầu vào/ra hệ thống (Inputs/Outputs)
- Các cổng truyền thông (Communications Port)
- Các đèn trạng thái (Status light)
3.2.3 Module vào/ra của PLC được phân loại
- Tương tự (Continuous/Analog Signals)
- Tín hiệu ra từ các loại cảm biến: số và tương tự
- Khóa chuyển mạch (Switch): đóng mở cơ khí Tín hiệu logic
- Potentiometer: đo vị trí góc dùng điện trở Tín hiệu liên tục
- Relay: DC và AC Thời gian đáp ứng ≥ 10ms Ứng dụng khi yêu cầu dùng lớn hoặc điện trở tải rất nhỏ
- Triac: AC Thời gian đáp ứng < 1ms
Hình 3 1 Sơ đồ các loại mạch điện đầu ra PLC
Vùng chứa chương trình ứng dụng: chia thành 3 miền
- OB1 (Organisation Block): chứa chương trình tổ chức, chương trình chính
Subroutine là một chương trình con được cấu trúc dưới dạng hàm, sử dụng biến hình thức để trao đổi dữ liệu Chương trình này sẽ được thực thi khi có lệnh gọi trong OB1.
Ngắt là một hàm có khả năng trao đổi dữ liệu với bất kỳ khối dữ liệu nào khác và sẽ được thực hiện khi có sự kiện ngắt xảy ra.
Vùng chứa tham số của hệ điều hành: I, Q, M, T, C Vùng chứa các khối dữ liệu
DB (Data Block): miền chứa dữ liệu được tổ chức thành khối
L (Local Data Block) là miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình ứng dụng tổ chức để quản lý và sử dụng các biến tức thời, cũng như để trao đổi dữ liệu giữa các biến hình thức và những khối chương trình gọi đến nó.
Hình 3 2 Cấu trúc bộ nhớ PLC
3.2.5 Chu kỳ quét và thời gian quét PLC
Hình 3 3 Vòng quét CPU PLC + Đọc các đầu vào (Reading the inputs)
+ Thực hiện chương trình (Executing the program)
+ Thực hiện các yêu cầu truyền thông (Processing any communications requests) + Thực hiện tự chuẩn đoán (Executing the CPU self-test diagnostics)
+ Truyền dữ liệu ra (Writing to the outputs)
- Bộ đệm I/O (I, Q) không liên quan đến các cổng I/O analog Các lệnh truy nhập đến cổng tương tự phải truy nhập trực tiếp từ cổng I/O vật lí:
+ Các thanh ghi vào/ra ảo
+ Lấy mẫu tất cả các đầu vào và cố định các giá trị đó
+ Cho phép xử lí nhanh hơn
- Bộ đệm ảo có tính linh hoạt (truy nhập theo các bit, byte, word, double word) + Thời gian vòng quét không cố định (Scan time)
+ Scan time quyết định tính thời gian thực của chương trình
+ Các chương trình ngắt không phụ thuộc vào Scan time Chương trình ngắt phải gọn nhẹ để nâng cao tính thời gian thực cho hệ thống
3.2.6 Ngôn ngữ lập trình PLC
Ladder Logic (LAD): là phương pháp lập trình hình thang, thích hợp trong ngành điện công nghiệp
Ladder Logic (LAD) is a programming language commonly used in industrial automation, while Statement List (STL) resembles Assembly language and is suitable for computer applications.
Hình 3 5 Ngôn ngữ lập trình Statement List (STL)
Function Block (FBD): là phương pháp lập trình theo sơ đồ khối, thích hợp cho ngành điện tử số
Hình 3 6 Ngôn ngữ lập trình Function Block (FBD)
3.2.7 Tổ chức chương trình PLC
Các chương trình cho S7 – 1200 phải luôn có một chương trình chính (Main Program)
Nếu có sử dụng chương trình con (Subroutine) và chương trình xử lí ngắt (Interrupt) thì được viết tiếp sau chương trình chính
Hình 3 7 Tổ chức chương trình PLC
3.2.8 Ưu điểm và nhược điểm của PLC
+ Khả năng lập trình mở
+ Gọn nhẹ, dễ dành tích hợp vào các hệ thống
+ Chi phí lắp đặt thấp, giá thành phù hợp
+ Người sử dụng không cần có kiến thức sâu về mạch điện tử như vi điều khiển vẫn có thể dể dàng khai thác
Được thiết kế cho môi trường công nghiệp, sản phẩm này có khả năng chống nhiễu, chịu ẩm và hóa chất, đồng thời đảm bảo điện áp làm việc ghép nối tương thích với tiêu chuẩn công nghiệp.
+ Được thiết kế có thể kết nối với nhau tạo thành mạng công nghiệp hoặc kết nối internet dễ dàng
+ Phần mềm lập trình có giao diện và ngôn ngữ đồ họa dể nhớ, để đọc
+ Có các phần mềm giao diện giám sát trên máy tính được thiết kế chuyên nghiệp giao tiếp truyền thông hoàn toàn ẩn với người sử dụng
+ Giá thành phần cứng cao, một số hãng phải mua thêm phần mềm để lập trình + Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn nhất định
- PLC S7-1200 ra đời năm 2009 dùng để thay thế dần cho S7-200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn
- PLC S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp
- S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP
- 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 hoặc DC phạm vi rộng
+ 2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển module trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm
+ Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau
+ S7-1200 có 3 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C và 1214C
Hình 3 8 Các khối chức năng của CPU
Hình 3 9 Hình dạng bên ngoài của S7-1200 và các modun mở rộng
S7-1200 hỗ trợ kết nối Profibus và kết nối PTP (point to point) Giao tiếp PROFINET với:
Các thiết bị lập trình
Các bộ điều khiển SIMATIC khác
Hình 3 10 Thiết bị giao tiếp
Hỗ trợ các giao thức kết nối:
PLC S7-1200 (Bộ điều khiển logic lập trình) bao gồm nhiều tùy chọn I/O và cấp nguồn, với 9 module cấp nguồn VAC hoặc VDC, cùng với các bộ nguồn kết hợp I/O DC hoặc Relay Hệ thống này cho phép mở rộng I/O thông qua các module tín hiệu và dễ dàng kết nối với các module giao tiếp Tất cả phần cứng của Simatic S7-1200 có thể được lắp đặt trên thanh DIN tiêu chuẩn hoặc trực tiếp trên bảng điều khiển, giúp tiết kiệm không gian và chi phí lắp đặt.
Cũng giống như các PLC cùng họ khác, PLC S7-1200 gồm 4 bộ phận cơ bản: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao tiếp xuất / nhập
Bộ xử lý, hay còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là thành phần quan trọng trong hệ thống PLC, có nhiệm vụ biên dịch tín hiệu đầu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển dựa trên chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ Nó truyền đạt các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất.
Bộ nguồn chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC 24V, cung cấp năng lượng cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện trong các module giao tiếp nhập xuất hoạt động hiệu quả.
Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển dưới sự kiểm soát của bộ vi xử lý
Các thành phần nhập và xuất (input/output) là điểm kết nối giữa bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi, nơi bộ nhớ nhận thông tin từ các tín hiệu đầu vào như công tắc, bộ cảm biến và truyền thông tin đến các thiết bị điều khiển như cuộn dây của bộ khởi động động cơ.
Chương trình điều khiển được nạp vào bộ nhớ nhờ sự trợ giúp của bộ lập trình hay bằng máy tính
Hình 3 11 Cấu trúc của PLC
Work 30 Kbytes 50 Kbytes 75 Kbytes 100 Kbytes
Load 1 Mbyte 1 Mbyte 4 Mbyte 4 Mbyte
10 Out Kiểu tương tự 2 inputs 2 inputs 2 inputs
2 inputs / 2 outputs Kích thước bộ đệm
Inputs 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes
Outputs 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes 1024 bytes Bit nhớ (M) 4096 bytes 4096 bytes 4096 bytes 4096 bytes
Module mở rộng vào ra
Board pin (BB) Board truyền thông (CB) 1 1 1 1
Bộ đếm tốc độ cao
3 at 30kHz SB:2at30kHz
PLC có 3 loại bộ nhớ sử dụng là Load memory, Work memory và Retentive Memory:
Load memory chứa bộ nhớ của chương trình khi down xuống
Work memory là bộ nhớ lúc làm việc
System memory thì có thể setup vùng này trong Hardware config, chỉ cần chứa các dữ liệu cần lưu vào đây
Bộ nhớ CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C
Bảng 3 2 Phân vùng bộ nhớ
Tiếp điểm thường hở sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ là n bằng 1 Toán hạng n: I, Q, M, L, D
3 at 80kHz SB: 2 at 20kHz
1 at 20kHz SB: 2 at 20kHz
Card nhớ SIMATIC Memory Card (optional)
Lưu trữ thời gian đồng hồ thời gian thực
Chuẩn là 20 ngày, nhỏ nhất là 12 ngày ở nhiệt độ 400C
(duy trì bằng tụ điện có điện dung lớn) PROFINET
2 cổng truyền thông Ethernet Tốc độ thực thi phép toỏn thực 2.3 às/lệnh
Tốc độ thực thi logic
Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ n là0 Toán hạng n: I, Q, M, L, D
Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng
Chỉ sử dụng một lệnh out cho 1 địa chỉ
Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng
Chỉ sử dụng một lệnh out not cho 1 địa chỉ
Giá trị của các bit địa chỉ n sẽ trở thành 1 khi đầu vào lệnh là 1, trong khi nếu đầu vào lệnh là 0, giá trị của bit này sẽ giữ nguyên trạng thái.
Giá trị của các bit có địa chỉ n sẽ trở thành 0 khi đầu vào của lệnh là 1, trong khi khi đầu vào là 0, bit này sẽ giữ nguyên trạng thái hiện tại.
Bảng 3 3 Tập lệnh xử lý bít
Khi ngõ vào IN ngừng tác động, Timer sẽ tự động reset và dừng hoạt động Việc thay đổi PT trong quá trình vận hành của Timer sẽ không ảnh hưởng đến chức năng của nó.
Khi tín hiệu đầu vào CU chuyển từ 0 lên 1, giá trị bộ đếm CV sẽ tăng lên 1 Ngõ ra Q sẽ được kích hoạt thành 1 khi giá trị CV lớn hơn hoặc bằng PV Nếu trạng thái R được kích hoạt để Reset, giá trị bộ đếm CV sẽ trở về 0.
SVTH: Võ Vũ Tiền, Lê Văn Dương GVHD: Võ Khánh Thoại
Lệnh so sánh dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2 bao gồm IN1= IN2, IN1>= IN2, IN1 IN2, IN1 IN2
When comparing two similar data types, if the comparison condition is met, the output will indicate a high impact level of 1 = TRUE; otherwise, it will reflect the opposite The data types that can be compared include SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, Lreal, String, Time, DTL, and Constant.
Lệnh cộng ADD: OUT = IN1 + IN2
Lệnh trừ SUB : OUT = IN1 - IN2
Tham số IN1, IN2 phải cùng kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant
Tham số OUT có kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal
Tổng quan về hệ SCADA, phần mềm Wincc
3.3.1 Tổng quan về hệ SCADA
3.3.1.1 Khái niệm và nguyên tắc làm việc hệ SCADA
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, hỗ trợ con người trong việc giám sát và điều khiển từ xa Hệ thống này sử dụng kỹ thuật vi xử lý như PLC/RTU để quản lý các hệ thống tự động trong công nghiệp và điện lực, cung cấp thông tin quan trọng và cho phép thực hiện các lệnh điều khiển cần thiết nhằm đảm bảo hiệu quả và an toàn cho hoạt động SCADA đã phát triển song song với các ngành công nghiệp khác như vi xử lý, viễn thông và tin học, và được ứng dụng rộng rãi trong quản lý sản xuất công nghiệp cũng như truyền tải và phân phối điện năng Sau khi chuyển sang cơ chế thị trường, quá trình tự động hóa công nghiệp bắt đầu, dẫn đến việc lắp đặt hệ thống SCADA tại nhiều nhà máy và xí nghiệp nhằm nâng cao chất lượng sản xuất.
Hình 3 13 Khái niệm SCADA 3.3.1.2 Chức năng của hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA có vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin và dữ liệu từ xa về sản lượng và các thông số vận hành tại các trạm biến áp Dữ liệu này được truyền tải và lưu trữ trên hệ thống máy chủ, giúp quản lý và giám sát hiệu quả.
Hiển thị trạng thái quá trình hoạt động như: đồ thị, thiết bị điện, hiển thị sự kiện, hiển thị báo cáo hoạt động, báo động
Dùng các cơ sở số liệu đó: Để cung cấp cho những dịch vụ về điều khiển giám sát hệ thống điện
Thiết bị điện cung cấp thông tin về trạng thái hoạt động, hiển thị đồ thị, sự kiện và báo động, đồng thời trình bày báo cáo sản xuất một cách rõ ràng và hiệu quả.
Thực hiện điều khiển từ xa cho các quá trình như đóng/cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, cũng như thay đổi giá trị đầu phân áp máy biến thế và cài đặt giá trị của rơle.
Chúng tôi cung cấp dịch vụ truyền số liệu trong hệ thống và ra ngoài hệ thống, bao gồm việc đọc và ghi số liệu lên PLC/RTU Ngoài ra, chúng tôi cũng đảm bảo phản hồi kịp thời các yêu cầu từ cấp trên liên quan đến số liệu và thao tác cần thiết.
Hệ thống SCADA kết hợp cả phần cứng và phần mềm máy tính nhằm tự động hóa quá trình điều khiển và giám sát các đối tượng trong hệ thống điện.
Cấu trúc hệ thống SCADA bao gồm có các thành phần cơ bản sau:
Trạm thu thập dữ liệu trung gian là các thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) hoặc các khối PLC, có khả năng điều khiển các thiết bị chấp hành như cảm biến và bộ chuyển đổi tín hiệu để thực hiện việc đóng ngắt relay.
Trạm điều khiển giám sát trung tâm: Là một hay nhiều máy chủ trung tâm
Hệ thống truyền thông: các thiết bị truyền thông, viễn thông…Có chức năng truyền dữ liệu từ các trạm trung gian về máy chủ
Giao diện HMI (Human Machine Interface) là cửa sổ điều hành của hệ thống giám sát, cung cấp thông tin cho nhân viên vận hành qua các sơ đồ bắt chước và báo động HMI kết nối với máy tính giám sát SCADA để hiển thị dữ liệu điều khiển, cảnh báo và biểu đồ xu hướng Trong nhiều ứng dụng, HMI đóng vai trò là giao diện người dùng đồ họa, thu thập dữ liệu từ thiết bị bên ngoài, tạo báo cáo, thực hiện cảnh báo và gửi thông báo.
WinCC là một trong những ứng dụng SCADA (HMI - Giao diện Người-Máy) quan trọng trong cả lĩnh vực dân dụng và công nghiệp Phần mềm này được sử dụng để điều hành các màn hình hiển thị và hệ thống điều khiển, đóng vai trò quan trọng trong tự động hóa sản xuất và quy trình.
WinCC, viết tắt của Window Control Center, là phần mềm của Siemens hỗ trợ lập trình viên trong việc thiết kế giao diện Người và Máy (HMI) trong hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) Phần mềm này có chức năng chính là thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển quy trình sản xuất Các thành phần trong WinCC rất dễ sử dụng, cho phép người dùng tích hợp các ứng dụng mới hoặc có sẵn một cách thuận lợi và không gặp trở ngại.
WinCC cung cấp các module chức năng thiết yếu cho ngành công nghiệp, bao gồm hiển thị hình ảnh, tạo thông điệp, lưu trữ và báo cáo Giao diện điều khiển mạnh mẽ cùng với khả năng truy cập hình ảnh nhanh chóng và chức năng lưu trữ an toàn đảm bảo tính hữu dụng cao Người dùng có thể dễ dàng trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhiều PLC từ các hãng nổi tiếng như Mitsubishi, Allen Bradley, và Siemens thông qua cổng COM với chuẩn RS-232 của máy tính và chuẩn RS-485 của PLC.
Cài đặt kết nối PLC và WinCC
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấn đúp chọn biểu tượng TIA Protal V16
Hình 3 15 Biểu tượng TIA Portal V16
Bước 2: Click vào “Create new project”
Tại Project name: Nhập tên của chương trình cần lưu
Tại Path: Chọn đường dẫn để lưu chương trình
Sau đó click vào “Create” tiếp theo add new device và chọn PLC tương ứng và Add
In Step 3, add a new WinCC Runtime Among the options available—WinCC Advanced, WinCC Professional, and WinCC Client—it is recommended to use WinCC Professional to fully utilize all features offered by Siemens.
Hình 3 17 Giao diện tạo dự án mới
Hình 3 18 Giao diện ban đầu
1 Tên của chương trình lưu ban đầu
2 Device configuration: Cấu hình thêm phần cứng
3 Main [OB1]: Nơi viết chương trình OB1
4 Download tất cả cấu hình phần cứng và phần mềm cho PLC S7-1200
5 Upload tất cả cấu hình phần cứng và phần mềm cho PLC S7-1200
8 Chức năng cài đặt các thông số của cổng mạng
Bước 4: Cài IP trên PLC: 192.168.X.Y
Hình 3 19 Giao diện IP trên PLC
Bước 5: Cài IP tĩnh trên máy tính: 192.168.X.Z
Hình 3 20 Giao diện IP trên PLC
Tổng quan vệ phần mềm PyCharm
Pycharm là một nền tảng kết kết hợp được JetBrains phát triển như một IDE (Môi
IDE Python của họ Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu chi tiết cho bạn về Pycharm cũng như hướng dẫn cách cài đặt và sử dụng Pycharm
3.4.2 Các tính năng của Pycharm
Pycharm là một IDE mạnh mẽ hỗ trợ chạy trên các hệ điều hành Windows, Linux và Mac OS Nó cung cấp nhiều mô đun và gói hữu ích, giúp lập trình viên phát triển phần mềm bằng Python một cách nhanh chóng và hiệu quả Bên cạnh đó, Pycharm còn cho phép tùy chỉnh theo nhu cầu riêng của từng nhà phát triển.
Khi cài đặt Pycharm, LTV có thể sử dụng một số tính năng sau:
Trình chỉnh sửa mã thông minh:
- Giúp các lập trình viên viết mã chất lượng cao
- Bao gồm các lược đồ màu cho các từ khóa, lớp và hàm Điều này giúp tăng khả năng đọc và hiểu mã
- Xác định lỗi một cách dễ dàng
- Cung cấp tính năng tự động hoàn thiện và hướng dẫn hoàn thiện mã Điều hướng mã
- Giúp các nhà phát triển trong việc chỉnh sửa và nâng cao mã với ít nỗ lực và thời gian hơn
- Với việc điều hướng mã, nhà phát triển có thể dễ dàng điều hướng một lớp,hàm hoặc tệp
- LTV có thể xác định vị trí của một phần tử, một ký hiệu hoặc một biến trong mã nguồn trong thời gian ngắn khi sử dụng Pycharm
- Bằng việc sử dụng chế độ thấu kính, nhà phát triển có thể kiểm tra và gỡ lỗi toàn bộ mã nguồn
- Sử dụng Pycharm có lợi thế là thực hiện các thay đổi hiệu quả và nhanh chóng đối với cả biến cục bộ và biến toàn cục
- Tái cấu trúc trong Pycharm cho phép các nhà phát triển cải thiện cấu trúc bên trong mà không thay đổi hiệu suất bên ngoài của mã
- Nó cũng cho phép phân chia các lớp với các chức năng mở rộng hơn
3.4.3 Hướng dẫn sử dụng Pycharm
Khi mở Pycharm, giao diện sẽ hiển thị như sau:
Giao diện Pycharm cho phép bạn xem tất cả các dự án đang làm việc ở cột bên trái Nếu bạn mới sử dụng Pycharm, cột này sẽ không hiển thị gì Để bắt đầu một dự án mới, hãy nhấp vào tab "Create New Project".
Hình 3 22 Tạo dự án mới trong Pycharm
Bạn có thể thiết lập các trình thông dịch Python của mình theo ý muốn Ngay sau bước này, bạn có thể bắt đầu lập trình trên Pycharm
Hình 3 23 Lập trình trong Pycharm
Kết luận: Pycharm là một IDE Python tiện lợi dễ sử dụng cho các nhà phát triển
Bài viết trên đã hướng dẫn chi tiết cách cài đặt và sử dụng Pycharm.
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
Sơ đồ khối
Đối với đề tài của nhóm, chúng tôi đã xây dựng mô hình gồm 5 khối tương ứng với sơ đồ khối Mỗi khối trong sơ đồ đảm nhận một chức năng riêng biệt, phù hợp với từng loại thiết bị.
➢ Khối nguồn: có chức năng cấp nguồn cho các thiết bị hoạt động, cụ thể sử dụng nguồn 24VDC
➢ Phần mềm giám sát: cụ thể là WINCC trên phần mềm TIA PORTAL V16 có chức năng điều khiển và giám sát hệ thống trên máy tính
Khối xử lý trung tâm (PLC) đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý tín hiệu và điều khiển các cơ cấu chấp hành Đây là thành phần thiết yếu nhất trong hệ thống mà nhóm xây dựng.
Khối nút nhấn và ngõ vào ra có vai trò quan trọng trong việc thực hiện các yêu cầu điều khiển bằng tay cũng như các tín hiệu từ khối xử lý trung tâm (PLC) Chúng bao gồm các thiết bị như cảm biến, xi lanh, và băng tải, giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển và tự động hóa.
➢ Khối tín hiệu hình ảnh từ camera: có chức năng nhận biết mã vạch, cụ thể sử dụng
PC camera để nhận biết mã vạch được thiết lập sẵn
➢ Khối xử lý pycharm: phần mềm pycharm có chức năng xử lý hình ảnh nhận được
Lưu đồ thuật toán
Hình 4 2 Lưu đồ thuật toán (1)
Hình 4 3 Lưu đồ thuật toán của hệ thống (2)
Hình 4 4 Lưu đồ thuật toán đọc mã vạch
Bảng phân công vào ra
STT Tên biến Địa chỉ Mô tả
Bảng 4 1 Bảng phân công đầu vào
STT Tên biến Địa chỉ Mô tả
Bảng 4 2 Bảng phân công đầu ra
Giãn đồ thời gian
Hình 4 5 Giãn đồ thời gian.
Sơ đồ kết nối
Hình 4 6 Sơ đồ kết nối
Chương trình điều khiển
Các tập lệnh sử dụng
Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ là n bằng 0
Tín hiệu đầu vào IN là tín hiệu cho phép Timer hoạt động, khi tín hiệu IN mất Timer sẽ được Reset lại từ đầu
Sau khi đầu vào IN được duy trì trong khoảng thời gian PT, tín hiệu đầu ra Q sẽ là 1 Tuy nhiên, sau khoảng thời gian PT, đầu ra Q sẽ phụ thuộc vào trạng thái của đầu vào IN.
S7 1200 cung cấp tất cả các lệnh so sanh dành cho các kiểu dữ liệu: INT, DINT, DWORD, REAL …
== Nếu IN1 = IN2 thì kết quả là 1
Nếu IN1 IN2 thì kết quả là 1
>= Nếu IN1 ≥ IN2 thì kết quả là 1
Nếu IN1 > IN2 thì kết quả là 1
< Nếu IN1 < IN2 thì kết quả là 1
Khi thực hiện lệnh so sánh thì IN1 và IN2 phải cùng kiểu dữ liệu
When the EN signal is activated, the MOVE operation copies the value from the IN variable to the OUT variable The MOVE command can affect various memory areas, including SInt, Int, DInt, USInt, UInt, UDInt, Real, LReal, Byte, Word, DWord, Char, Array, Struct, DTL, and Time.
Lệnh CTU: Counter đếm lên
Giá trị của bộ đếm CV sẽ tăng lên 1 khi tín hiệu đầu vào CU chuyển từ 0 lên 1 Ngõ ra Q sẽ được kích hoạt khi giá trị CV lớn hơn hoặc bằng PV Nếu trạng thái R được đặt lại, bộ đếm sẽ trở về giá trị ban đầu.
Lệnh CTUD: counter đếm lên xuống
Mô tả chi tiết lệnh đếm lên xuống trên plc siemens s7-1200
CU là ngõ vào đếm lên
CD là ngõ vào đếm xuống
R là chân reset khi chân này chuyển từ 0=>1 thì giá trị bộ đếm về 0
LD là chân reset về giá trị PV
QU on lên 1 khi giá trị đếm bằng giá trị PV
QD on lên 1 khi giá trị đếm =0
CV là giá trị hiện tại của bộ đếm
Chức năng này tương tự như timer on delay, nhưng khi ngõ IN chuyển xuống 0, giá trị của timer vẫn được giữ nguyên Khi ngõ IN trở lại 1, timer sẽ tiếp tục đếm từ giá trị đã lưu Lệnh này còn có thêm một ngõ vào.
Khi M0.0 chuyển từ 0 lên 1, timer sẽ bắt đầu đếm trong 10 giây và sau đó kích hoạt Q0.0 Nếu trong thời gian này, M0.0 trở về 0 trước khi đủ 10 giây, giá trị của timer sẽ được lưu lại để lần sau tiếp tục đếm.
Lưu ý: khi sử dụng timer các bạn cần phải tham khảo giới hạn bộ nhớ trong từng cpu để không sử dụng quá giới hạn bộ nhớ timer.
Thiết kế giao diện WinCC
Hình 4 7 Thiết kế giao diện WinCC
Thi công hệ thống
Hình 4 8 Măt trọng của tủ điện
Hình 4 9 Mặt ngoài của tủ điện
Hình 4 10 Hệ thông băng tải ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI
Sau thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của ThS Võ Khách Thoại, tôi đã hoàn thành đồ án mang tên “Ứng dụng PLC S7-1200 điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch, điều khiển và giám sát qua WinCC” Đồ án tập trung vào việc ứng dụng công nghệ PLC trong việc tự động hóa quy trình phân loại sản phẩm, kết hợp với hệ thống giám sát WinCC để nâng cao hiệu quả quản lý.
- Tìm hiểu về bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200 của hãng Siemens
- Tìm hiểu về quy trình công nghệ phân loại hàng hóa theo mã vạch
- Tìm hiểu về máy đọc mã vạch và các loại cảm biến liên quan
- Thiết kế mạch kết nối và điều khiển trên WINCC
➢ Phần thiết kế thi công:
- Xây dựng quy trình công nghệ phân loại sản phẩm theo mã vạch
- Xây dựng mô hình cơ khí
- Thiết kế, gia công chi tiết các hệ thống trên mô hình
- Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ điện hệ thống
- Viết chương trình điều khiển hệ thống phân loại theo mã vạch
Trong nội dung đồ án , em đã thiết kế hệ thống điều khiển thành công mô hình
Ứng dụng PLC S7-1200 để điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch và giám sát qua WinCC là một đề tài thú vị Tuy nhiên, do hạn chế về kiến thức thực tế và kinh nghiệm của bản thân, mô hình điều khiển chưa được tối ưu Đây là một thách thức mà tôi hy vọng các bạn sinh viên khóa sau sẽ tiếp tục nghiên cứu và cải thiện để phát triển những sản phẩm tốt hơn phục vụ cho cuộc sống Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn.
GV hướng dẫn ThS Võ Khách Thoại đã hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án
Những hạn chế và hướng phát triển
✓ Khả năng xử lý của camera còn hạn chế
✓ Tốc độ xử lý của mô hình của chậm
✓ Mô hình không thể hoạt đông dưới môi trường thiếu nhiều ánh sáng
✓ Cải thiện phần cơ khí
✓ Có thể phân biệt thêm số lượng màu sắc hoặc trọng lượng của sản phẩm
✓ Hoàn thiện mô hình hoạt động trơn tru không gặp vấn đề
