ỨNG DỤNG PLC s7 1200 điều KHIỂN mô HÌNH CHIẾT rót, ĐÓNG nắp tự ĐỘNG 2

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP TỰ ĐỘNG 1 1.1 Giới thiệu chung về hệ thống

Phân loại máy chiết rót

Các loại máy chiết rót thường được phân loại dựa trên cấu tạo, hoạt động của hệ thống chiết rót Thường được chia làm 5 loại như sau:

1.2.1 Máy chiết rót bơm bằng bánh răng

Hình 1 2 Máy chiết rót bơm bằng bánh răng

Máy chiết rót tự động 8 đầu sử dụng bơm bánh răng (bơm rotary) là giải pháp lý tưởng cho việc chiết rót các sản phẩm trong ngành thực phẩm và hóa mỹ phẩm Dòng máy này được chế tạo từ thép không gỉ và hợp kim nhôm, đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình sử dụng.

Máy chiết rót bằng bơm bánh răng của Trà Thắng Lợi được thiết kế với màn hình cảm ứng LCD, cho phép điều chỉnh kích thước chai một cách nhanh chóng và dễ dàng.

1.2.2 Máy chiết rót bơm bằng piston

Hình 1 3 Máy chiết rót bằng bơm piston

Máy chiết rót bằng bơm piston, hay còn gọi là máy chiết rót tự động 6 đầu, được thiết kế để chiết rót các chất lỏng không hạt như dầu ăn, sữa tắm và dầu gội Với đầu bơm piston hiệu quả, máy này mang lại sự chính xác và nhanh chóng trong quy trình chiết rót.

Máy chiết rót bằng bơm piston điều khiển bởi motor servo mang lại độ chính xác cao trong quá trình chiết rót, phù hợp với các sản phẩm yêu cầu định lượng chính xác Thiết bị được trang bị tính năng bảo vệ "không chai – không chiết rót" cùng với vòi ngâm giúp ngăn ngừa tình trạng tràn chất lỏng Bơm piston hoạt động mượt mà và linh hoạt, trong khi màn hình cảm ứng điều khiển hỗ trợ tối đa cho các thao tác điều chỉnh.

1.2.3 Máy chiết rót bằng bơm trục vít

Máy chiết rót này được trang bị đầu bơm trục vít với motor AC riêng biệt, mang lại độ chính xác cao trong quá trình rót Vòi ngâm của máy được thiết kế đặc biệt để hạn chế tối đa việc sản sinh bọt khí và ngăn ngừa chất lỏng văng ra ngoài Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh và cài đặt các thông số thông qua màn hình LCD cảm ứng tiện lợi.

SVTH: Trà Thắng Lợi GVHD: ThS Võ Khánh Thoại Trang 4

Hình 1 4 Máy chiết rót bằng bơm trục vít

1.2.4 Máy chiết rót bằng lưu lượng kế

Máy chiết rót bằng lưu lượng kế là thiết bị chiết rót 10 đầu, cho phép định lượng chính xác và dễ dàng vệ sinh Loại máy này lý tưởng cho việc chiết rót các chất lỏng có độ nhớt cao và đặc.

Máy chiết rót bằng lưu lượng kế có phạm vi chiết rót rộng và thiết kế tối ưu để giảm bọt trong quá trình chiết rót Cấu trúc của máy cho phép cài đặt tiêu chuẩn và điều chỉnh lưu lượng định mức sản phẩm một cách chính xác tối đa.

1.2.5 Máy chiết rót kiểu đối lưu

Máy chiết rót kiểu đối lưu, hay còn gọi là máy chiết rót đẳng áp, là thiết bị lý tưởng cho việc rót nước khoáng và nước ép trái cây, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong quá trình chiết rót.

Dòng máy này có dung tích chiết rót từ 500 đến 1500ml, được thiết kế với vòi ngâm giúp ổn định chất lỏng và ngăn ngừa tràn Ngoài ra, máy còn được trang bị màn hình cảm ứng Proface và hệ thống điều khiển PLC của Mitsubishi, mang lại hiệu suất và độ chính xác cao.

1.2.6 Máy chiết rót kiểu đối lưu

Thiết kế ngàm kẹp đa năng cho nhiều loại nắp với độ chính xác cao, cho phép kiểm soát lực xiết theo yêu cầu người dùng Tích hợp chức năng lấy nắp tự động và loại bỏ nắp lỗi, nắp úp, không màng nhôm Cơ cấu mâm xoay kẹp chai linh hoạt, phù hợp cho cả chai tròn và chai vuông Sản phẩm đảm bảo tốc độ ổn định, độ chính xác cao, thao tác vận hành đơn giản và đạt tiêu chuẩn GMP về an toàn vệ sinh trong ngành đóng gói.

Hình 1 6 Máy đóng nắp dạng thẳng

Máy siết nắp tự động dạng xoay tích hợp nhiều chức năng như cấp chai, phân loại nắp, gắp đặt nắp và đóng nắp trong một thiết bị duy nhất Với cơ cấu quay ổn định, máy đảm bảo bắt nắp ở vị trí chính xác mà không làm hại đến chai và nắp Hiệu suất đóng nắp cao với tỷ lệ chất lượng đạt yêu cầu, cùng khả năng ứng dụng đa dạng cho các kích thước chai và nắp thủy tinh, nhựa Toàn bộ quá trình được điều khiển bằng PLC và giao diện màn hình cảm ứng, mang lại sự thuận tiện trong vận hành.

Cơ cấu quay với dụng cụ bắt nắp chuyên dụng đảm bảo việc lấy nắp diễn ra ổn định và đáng tin cậy Nắp đậy được thiết kế bằng cao su chống mài mòn, giúp loại bỏ hiệu quả các vết thương trên nắp trong quá trình đóng nắp.

Một cảm biến kiểm tra được lắp đặt trên bộ phận chia chai, giúp phát hiện tình trạng không có chai hoặc nắp Nếu phát hiện chai bị kẹt, máy sẽ tự động dừng hoạt động.

Bộ cảm biến tại đầu ra của chai kiểm tra chất lượng nắp chai, cho phép những chai đạt tiêu chuẩn đi qua, trong khi những chai không đạt sẽ được chuyển sang băng tải khác Máy sẽ tự động dừng lại nếu phát hiện bị kẹt ở đầu chai.

Hình 1 7 Máy đóng năp dạng xoay

Phân loại hệ chiết rót

1.3.1 Chiếc rót hệ mâm xoay

Dây chuyền chiết rót này có năng suất cao nhất, với hệ thống liên kết bằng bánh răng hoặc sên chuyên dụng Hệ thống mâm xoay giúp đưa chai vào chiết rót liên tục, bắt đầu từ việc cấp phôi từ bàn lựa phôi, sau đó di chuyển đến bàn băng tải để cấp chai vào bàn xoay Tiếp theo, chai được đưa đến bàn xoay chiết rót, rồi chuyển đến bàn xoay để đóng nắp và dán nhãn sản phẩm hoàn thiện.

Hình 1 8 Chiết rót hệ mâm xoay

- Dòng chai được di chuyển liên tục, tiết kiệm thời gian

- Dạng bố trí này ta có thể chiết được nhiều vòi

- Bộ phận dẫn động cho máy dùng động cơ và các cơ cấu truyền động đơn giản, thông thường

- Đáp ứng được nhiệt độ sản xuất khi sử dụng trong dây chuyền động sản xuất liên tục tự động

- Băng tải và các module chiết và module đóng nắp có thể độc lập

- Do bố trí được nhiều đầu chiết nên năng xuất cao

- Tốc độ điều chỉnh nhanh dần điều giúp máy vận hành ổn định

- Có nhiều cơ cấu cồng kènh chiếm không gian lớn

Chiếc rót hệ tuần tự

Dây chuyền chiết rót không cao rất phù hợp cho các xưởng sản xuất nước rửa tay, mỹ phẩm và đồ uống có quy mô vừa và nhỏ Quy trình hoạt động tuần tự bắt đầu với việc cấp phôi vào qua hệ thống bàn lựa hoặc băng tải kéo cổ chai Sau khi vào dây chuyền, phôi chai được sắp xếp theo module 5 hoặc 8 chai tùy thuộc vào đầu vòi của nhà sản xuất Chai sẽ được chiết rót cho đến khi đầy, và cảm biến tự động ngắt khi đạt mức yêu cầu Tiếp theo, chai sẽ được chuyển qua hệ thống cấp nắp tự động và quy trình đóng nắp Dây chuyền này đặc biệt hiệu quả cho việc chiết rót các loại chai thủy tinh và chai có hình dạng đặc biệt.

Hình 1 9 Chiết rót hệ tuần tự

- Cơ cấu đơn giản không gian bố trí máy gọn, dễ quan sát các vòi chiết, máy dễ vận hành

- Các chi tiết, cơ cấu định vị và kẹp chặt chai được dẫn động bằng khí nén tương đối nhẹ

- Năng xuất thấp do phải mất thời gian chờ xong một chu kỳ mới bắt đầu chu kỳ mới

- Không tích hợp cho các kiểu chiết phức tạp như chiết đẳng áp

- Không gian bố trí nhiều đầu chiết

- Định vị và kẹp chai khó chính xác

- Lực ma sát trên băng tải cao do dòng chai bị chặn lại khi đóng nắp.

Chức năng chính của hệ thống

Hệ thống hoạt động như một dây chuyền hoàn chỉnh để sản xuất thành phẩm, với các khâu được tự động hóa cao Con người chỉ can thiệp vào việc vận hành cũng như kiểm soát đầu vào và đầu ra, mang lại nhiều ưu điểm cho quy trình sản xuất.

Nâng cao năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm là ưu điểm nổi bật của hệ thống tự động hóa Với khả năng sản xuất hàng nghìn chai mỗi giờ, tùy thuộc vào dung tích chai, tổng sản phẩm đầu ra đạt năng suất cao hơn so với phương pháp làm thủ công.

Hệ thống chống chiết rót tự động giúp giảm số lượng và chi phí nhân công bằng cách đơn giản hóa quy trình làm việc, cho phép sử dụng ít công nhân hơn tùy thuộc vào dung tích chai.

Tự động hóa các hoạt động giúp nâng cao sự an toàn trong công việc bằng cách chuyển người vận hành máy từ vai trò tham gia tích cực sang vị trí đốc công.

Hệ thống chiết rót không chỉ tăng tốc độ sản xuất so với phương pháp thủ công mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm cao hơn với sự đồng nhất và chính xác đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm đóng chai.

Hệ thống chiết rót tự động có chi phí đầu tư ban đầu cao, do việc chuyển đổi từ nhân công truyền thống sang dây chuyền sản xuất tự động yêu cầu một khoản đầu tư lớn Bên cạnh đó, cần thiết phải đầu tư vào đào tạo nhân viên để vận hành các thiết bị và máy móc hiện đại, phức tạp.

Các ứng dụng thực tiễn

Các cơ sở sản xuất nước rửa chén, nước giải khát, nước tinh khiết và bia cần tuân thủ tiêu chuẩn vệ sinh khử trùng nghiêm ngặt Điều này đảm bảo rằng các sản phẩm chất lỏng hoặc chất lỏng cô đặc đều đạt yêu cầu về an toàn thực phẩm và sức khỏe cho người tiêu dùng.

Sử dụng với loại chai có dung tích từ 330 ml - 500 ml

Trong đồ án này, nhóm tác giả đã chọn chai nước nắp vặn 330 ml làm đối tượng nghiên cứu.

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Giới thiệu PLC

2.1.1 Khái quát chung về PLC

Thiết bị điều khiển khả trình (PLC) là máy tính điều khiển chuyên dụng, cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình Ý tưởng về PLC được Richard Morley phát triển lần đầu vào năm 1968, nhằm đáp ứng yêu cầu của General Motors về một thiết bị lập trình mềm dẻo thay thế cho mạch điều khiển logic cứng Công ty Allen Bradley và Bedford Associate (Modicon) đã giới thiệu PLC lần đầu tiên Trước đây, thiết bị này được gọi là Programmable Controller (PC), nhưng để tránh nhầm lẫn với máy tính cá nhân, thuật ngữ PLC đã trở nên phổ biến hơn.

PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) là thiết bị cho phép lập trình và thực hiện các thuật toán điều khiển logic Nó nhận tín hiệu từ các sự kiện bên ngoài qua ngõ vào (input) và thực hiện hoạt động qua ngõ ra (output) PLC hoạt động bằng cách quét các trạng thái của ngõ vào và ngõ ra, và khi có sự thay đổi từ ngõ vào, ngõ ra sẽ thay đổi tương ứng theo logic của chương trình.

Hiện nay có nhiều ngôn dùng cho lập trình PLC tùy theo từng nhà sản xuất PLC khác nhau như Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, Delta Gồm :

− Instruction List (IL): dạng hợp ngữ

− Structured Text (ST): giống Pascal Các ngôn ngữ đồ họa:

− Ladder Diagram (LD): giống mạch rơ le

− Function Block Diagram (FBD): giống mạch nguyên lý

− Sequential Function Charts (SFC): xuất xứ từ mạng Petri/Grafcet

2.1.2 Cấu trúc chung của PLC

Hệ thống PLC có các bộ phận chính sau:

− Bộ nhớ: RAM, ROM ngoài ra còn có thể sử dụng vùng nhớ ngoài- EPROM

Phần đầu vào của hệ thống PLC bao gồm các thiết bị như cảm biến, công tắc và nhiều nguồn đầu vào từ thế giới thực, kết nối với PLC qua đường ray đầu nối đầu vào Ngược lại, phần đầu ra có thể là động cơ, solenoid, đèn hoặc lò sưởi, hoạt động dựa trên việc thay đổi các tín hiệu đầu vào.

Bộ xử lý trung tâm (CPU) là bộ vi xử lý chính, có khả năng kết hợp các hoạt động của hệ thống PLC CPU thực hiện chương trình để xử lý các tín hiệu I/O và kết nối trực tiếp với các thiết bị.

I/O thông qua các tuyến đường dây thích hợp bên trong PLC

− Nguồn cung cấp: 220VAC hoặc 24VDC

Ngoài ra còn có 1 số bộ phận khác:

− Cổng kết nối PLC và máy tính: RS232, RS422, RS485 thực hiện đổ chương trình và giám sát chương trình

PLC thường được trang bị cổng truyền thông Modbus RTU, và tùy thuộc vào nhà sản xuất cũng như dòng sản phẩm, nó có thể hỗ trợ thêm các chuẩn truyền thông khác như Profibus, Profinet, CANopen và EtherCAT.

Bộ điều khiển trung tâm CPU là thành phần chủ chốt trong việc điều khiển toàn bộ hoạt động của bộ PLC Tốc độ xử lý của CPU ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ điều khiển của PLC Chương trình điều khiển được lưu trữ trên RAM, và pin dự phòng tích hợp trong PLC đảm bảo rằng chương trình không bị mất khi xảy ra sự cố về điện CPU thực hiện việc quét chương trình và thực hiện các lệnh theo thứ tự đã được lập trình.

2.1.4 Ưu điểm và nhược điểm

Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao

Gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng

Thay thế hoàn toàn mạch điều khiển relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển

Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp giúp kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy, đáp ứng tiêu chuẩn của công nghiệp 4.0.

Giá thành sản phẩm PLC thường cao hơn so với chi phí của mạch relay thông thường Tuy nhiên, thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện nhiều thương hiệu PLC nổi tiếng từ Đức và Nhật Bản.

Mỹ, Trung Quốc… dẫn đến giá thành cạnh tranh hơn so với trước

Chi phí phần mềm lập trình phụ thuộc vào nhà sản xuất, với hai hình thức chính: một số hãng cho phép sử dụng miễn phí, trong khi những hãng khác yêu cầu mua giấy phép.

Để thiết bị PLC hoạt động hiệu quả trong việc điều khiển, người sử dụng cần trang bị kiến thức cơ bản về lập trình PLC.

Hiện nay, PLC (Bộ điều khiển lập trình) đã được áp dụng rộng rãi và thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất, bao gồm cả công nghiệp và dân dụng Các ứng dụng của PLC không chỉ giới hạn ở việc điều khiển các hệ thống đơn giản mà còn mở rộng ra nhiều quy trình phức tạp khác.

SVTH: Trà Thắng Lợi GVHD: ThS Võ Khánh Thoại Trang 13 có chức năng ON/OFF, thường được áp dụng trong các lĩnh vực phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao và tích hợp các thuật toán trong quy trình sản xuất.

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200

So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

Bộ điều khiển logic lập trình S7-1200 là giải pháp hoàn hảo cho các ứng dụng tự động hóa nhờ thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và tập lệnh mạnh mẽ, cho phép kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa một cách hiệu quả.

- S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO)

- Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:

+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC

+ Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình

- S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP

- Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thong mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232

Phần mềm Step7 Basic được sử dụng để lập trình cho S7-1200, hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens, mang lại sự tiện lợi cho người dùng trong quá trình lập trình.

Để thực hiện một dự án với S7-1200, bạn chỉ cần cài đặt TIA Portal, vì phần mềm này tích hợp cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.

Bảng 2 1 Một số CPU PLC S7-1200

Bảng 2 2 Một số Modul mở rộng

Module Chỉ ngõ vào Chỉ ngõ ra Kết hợp In/Out

16 x DC In / 16 x DC Out 16 x DC In / 16 x

Kiểu số _ _ 2 x DC In / 2 x DC

Out Kiểu tương tự _ 1 x Analog

Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 ứng dụng cho hệ thống nhỏ và vừa, Siemens phát triển và ưu tiên hỗ trợ cho 3 ngôn ngữ lập trình sau:

LADER (LAD): Ngôn ngữ lập trình theo sơ đồ mạch Đơn giản, dễ hiểu, dễ chỉnh sửa và tiện lợi

Function Block Diagram (FBD): Ngôn ngữ lập trình theo đại số Boolean

Structure Language Control (SCL): Ngôn ngữ lập trình theo dạng Text, đây là ngôn ngữ lập trình cấp cao sử dụng nền tảng Pascal phát triển

Bảng 2 3 Các tập hợp lệnh

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

Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ n là 0 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 1 và ngược lại

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 0 và ngược lại

Chỉ sử dụng một lệnh out not cho 1 địa chỉ

Giới thiệu hệ SCADA

Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là một giải pháp tự động hóa quy trình công nghiệp, giúp giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu hiệu quả.

- Kiểm soát các quy tình công nghiệp tại chỗ hoặc từ xa

- Theo dõi, thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực

Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm và động cơ thông qua phần mềm giao diện người – máy (HMI) mang lại hiệu quả cao trong việc quản lý và điều khiển hệ thống.

- Ghi lại sự kiện vào tệp nhật ký

2.2.2 Cấu tạo của hệ SCADA

- Trạm điều khiển giám sát trung tâm: là một hay nhiều máy chủ trung tâm (central host computer server)

Trạm thu thập dữ liệu trung gian bao gồm các thiết bị đầu vào và đầu ra từ xa (RTU) hoặc các bộ điều khiển logic khả trình (PLC) Chúng có vai trò quan trọng trong việc giao tiếp với các thiết bị chấp hành như cảm biến cấp trường, hộp điều khiển đóng cắt và van chấp hành.

Hệ thống truyền thông bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, thiết bị viễn thông và thiết bị chuyển đổi dồn kênh, có chức năng truyền dữ liệu từ cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ.

Giao diện người - máy (HMI) là thiết bị hiển thị giúp người vận hành theo dõi và điều khiển quá trình xử lý dữ liệu trong hệ thống.

Hình 2 3 Sơ đồ cấu tạo hệ SCADA

Cải tiến quy trình hoạt động thông qua việc thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu giúp nhà quản lý có cơ sở vững chắc để tối ưu hóa quy trình với chi phí thấp hơn và hiệu quả cao hơn.

- Nâng cao năng suất:Phân tích các quy trình sản xuất, nhà quản lý có thể dùng các thông tin này để nâng cao năng suất sản xuất

Cải thiện chất lượng sản phẩm là một yếu tố quan trọng trong quy trình sản xuất Bằng cách phân tích và xử lý tình huống kịp thời, nhà quản lý có thể hạn chế và ngăn chặn sai sót, từ đó giảm thiểu số lượng sản phẩm lỗi hỏng.

Giảm thời gian và chi phí vận hành, bảo trì là một lợi ích quan trọng, giúp doanh nghiệp giảm thiểu nhân sự giám sát Việc phát hiện kịp thời sự cố hỏng hóc cho phép doanh nghiệp chủ động trong việc đưa ra phương án xử lý, từ đó giảm thiểu chi phí bảo trì.

Hệ thống SCADA nâng cao tính an toàn bằng cách thay thế con người trong việc giám sát và điều khiển máy móc tại các khu vực nguy hiểm và độc hại, giúp giảm thiểu sự cố trong quá trình vận hành.

Để bảo toàn vốn đầu tư, các chủ doanh nghiệp luôn cân nhắc giữa chi phí và lợi ích khi quyết định nâng cấp hệ thống Một hệ thống SCADA được thiết kế mở giúp chủ đầu tư dễ dàng điều chỉnh và thay đổi theo quy mô sản xuất, từ đó loại bỏ tính nhất thời và cho phép tiếp tục đầu tư nâng cấp với chi phí thấp hơn nhiều.

Giới thiệu phần mềm TIA Portal

TIA Portal, hay còn gọi là Totally Integrated Automation Portal, là phần mềm tổng hợp cho quản lý tự động hóa và vận hành điện của hệ thống Đây là phần mềm tự động hóa đầu tiên sử dụng một nền tảng chung để thực hiện các tác vụ và điều khiển hệ thống một cách hiệu quả.

TIA Portal, được phát triển bởi các kỹ sư của Siemens vào năm 1996, cho phép người dùng nhanh chóng phát triển và viết các phần mềm quản lý riêng lẻ.

1 nền tảng thống nhất Giải pháp giảm thiểu thời gian tích hợp các ứng dụng riêng biệt để thống nhất tạo hệ thống

TIA Portal là phần mềm tích hợp tự động toàn diện, cung cấp nền tảng cho các ứng dụng lập trình và cấu hình thiết bị trong dải sản phẩm Đặc điểm nổi bật của TIA Portal cho phép các phần mềm chia sẻ cùng một cơ sở dữ liệu, từ đó tạo ra tính thống nhất và toàn vẹn cho hệ thống quản lý và vận hành.

TIA Portal tạo môi trường dễ dàng để lập trình thực hiện các thao tác:

- Thiết kế giao diện kéo nhã thông tin dễ dàng, với ngôn ngữ hỗ trợ đa dạng

- Quản lý phân quyền User, Code, Project tổng quát

- Thực hiện go online và Diagnostic cho tất cả các thiết bị trong project để xác định bệnh, lỗi hệ thống

- Tích hợp mô phỏng hệ thống

- Dễ dàng thiết lập cấu hình và liên kết giữa các thiết bị Siemens

Phần mềm TIA Portal hiện có nhiều phiên bản, bao gồm TIA Portal V14, V15, V16 và phiên bản mới nhất là V17 Người dùng có thể lựa chọn cài đặt phiên bản TIA Portal phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình.

Hình 2 4 Biểu tượng phần mềm TIA Portal V16

2.3.2 Ưu, nhược điểm của phần mềm

Tích hợp toàn bộ phần mềm vào một nền tảng duy nhất giúp chia sẻ cơ sở dữ liệu chung, dễ dàng quản lý và đồng nhất cấu hình Giải pháp này mang lại khả năng vận hành thiết bị nhanh chóng, hiệu quả, đồng thời hỗ trợ tìm kiếm và khắc phục sự cố trong thời gian ngắn.

Tất cả các yếu tố như bộ lập trình PLC và màn hình HMI được cấu hình trên TIA Portal giúp tiết kiệm thời gian thao tác và tối ưu hóa truyền thông giữa các thiết bị Chỉ với một biến số từ bộ lập trình PLC đưa vào màn hình HMI, kết nối được thiết lập mà không cần bất kỳ thao tác lập trình nào.

Nhược điểm của hệ thống là dung lượng bộ nhớ lớn do tích hợp nhiều phần mềm và cơ sở dữ liệu, điều này yêu cầu kỹ thuật cao từ lập trình viên và quản lý Bên cạnh đó, người dùng cũng cần nhiều thời gian để làm quen với việc sử dụng hệ thống này.

2.3.3 Các bước tạo một file project

Bước 1: Khởi động phần mềm

Nháy đúp chuột vào biểu tượng TIA Portal v16 trên màn hình desktop

Chọn “Create new project” để tạo mới project

Bước 2: Đặt tên và nơi lưu dự án

Project name: Đặt tên project

Part: Chọn nơi lưu project

- Click “Controllers” → Chọn loại PLC và version của PLC→ nhấn “Add”

Bước 4: Một project mới được tạo

Hình 2 10 Projec mới được tạo

Truyền thông giữa máy tính và PLC

Hình 2 11 Truyền thông giữa máy tính và PLC Tích hợp cổng truyền thông Profinet (Ethernet) tạo sự dễ dàng trong kết nối

Simatic S7-1200 và Simatic HMI Basic được lập trình trên nền tảng TIA Portal V15 hoặc phiên bản cao hơn, sử dụng phần mềm Simatic Step 7 Basic và WinCC Basic Với phương pháp lập trình kéo-thả, người dùng có thể dễ dàng thực hiện các thao tác lập trình một cách nhanh chóng, đơn giản và chính xác, đồng thời đảm bảo sự kết nối thông qua các tags.

Việc tích hợp sẵn các đầu vào ra và board tín hiệu giúp tiết kiệm chi phí, không gian và phần cứng khi mở rộng ứng dụng với số lượng đầu vào ra ít.

Dễ dàng cho người sử dụng sản phẩm trong việc mua gói thiết bị

Hình 2 12 Dây cáp cổng mạng kết nối giữa PLC và PC

LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

Nguồn tổ ong

Nguồn tổ ong, hay còn gọi là bộ nguồn một chiều, được thiết kế để chuyển đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 220V AC thành nguồn một chiều 24V DC Thiết bị này thường được sử dụng trong các mạch ổn áp, giúp cung cấp dòng điện ổn định và tránh tình trạng sụt áp, đảm bảo hiệu suất hoạt động của mạch.

− Điện áp đầu vào: 220VAC/ 50Hz

3.1.3 Sơ đồ đi dây nguồn tổ ong 24V-5A

− L, N, GND: đầu vào AC vào bộ nguồn 110V hoặc 220V

− +V: dòng điện ra DC dương “+”

− -V: dòng điện ra DC âm “-”

− V/ ADJ : điều chỉnh điện áp đầu ra tăng hoặc giảm

Mô hình sử dụng truyền động băng chuyền dây đai không yêu cầu động cơ công suất lớn do không cần tải trọng lớn Các yêu cầu của băng chuyền này khá đơn giản.

- Băng chuyền chạy liên tục, có thể dừng khi cần

- Không đòi hỏi độ chính xác cao, tải trọng băng chuyền nhẹ

- Dễ điều khiển, giá thành rẻ

Vì vậy chỉ cần sử dụng động cơ một chiều có công suất nhỏ, khoảng 20-30 W, điện áp một chiều 24 V.

Động cơ điện một chiều

3.2.1 Khái niệm Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều Động cơ điện một chiều được dùng rất phổ biến trong công nghiệp và ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc độ quay liên tục trong một phạm vi hoạt động Động cơ một chiều trong dân dụng thường là các động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu momen mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và trong phạm vi rộng

Hình 3 2 Động cơ điện một chiều 20W

Khi áp dụng điện áp một chiều vào hai chổi than, dòng điện sẽ chạy qua dây quấn phần ứng, tạo ra lực tác động lên các thanh dẫn trong từ trường, khiến rotor quay Chiều lực được xác định theo quy tắc bàn tay trái Sau khi phần ứng quay nửa vòng, các thanh dẫn sẽ đổi vị trí nhờ phiến cổ góp, giữ cho chiều lực không thay đổi Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ tạo ra sức điện động, với chiều được xác định theo quy tắc bàn tay phải Trong động cơ một chiều, sức điện động này ngược chiều với dòng điện, do đó còn được gọi là sức phản điện động.

Động cơ bơm nước

Hình 3 3 Động cơ bơm nước 12VDC 12W 2L

Trong các hệ thống chiết rót công nghiệp, động cơ bơm nước xoay chiều AC thường được ưa chuộng nhờ công suất lớn và tuổi thọ cao, cho phép hoạt động liên tục Ngược lại, trong các dự án quy mô nhỏ, động cơ bơm nước một chiều 12VDC là lựa chọn ưu tiên nhờ kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và chi phí thấp.

Pittong xy lanh

Piston xylanh, bao gồm piston xylanh thủy lực và khí nén, là một loại động cơ dùng để chuyển đổi thế năng của dầu hoặc khí nén thành cơ năng, thực hiện chuyển động thẳng hoặc vòng không liên tục Chúng được sử dụng phổ biến trong các thiết bị có cơ cấu chấp hành chuyển động thẳng, với xylanh khí nén có cấu trúc đơn giản nhưng khả năng tạo ra công suất lớn và làm việc ổn định Mặc dù hệ thống khí nén có công suất nhỏ hơn so với hệ thống thủy lực, nhưng nó lại có nhiều ưu điểm vượt trội.

- Có khả năng truyền năng lượng đi xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn nhỏ

- Do có khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí nên có thể trích chứa khí nén rất thuận lợi

- Không khí dùng để nén hầu như có số lượng không giới hạn và có thể thải ra ngược trở lại bầu khí quyển

Hệ thống khí nén sạch là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ sạch cao, bởi nó đảm bảo cung cấp nguồn khí nén không bị nhiễm bẩn Ngay cả khi xảy ra sự rò rỉ không khí nén ở hệ thống ống dẫn, hệ thống khí nén sạch vẫn giữ được chất lượng không khí, không tạo ra mối đe dọa về nhiễm bẩn Điều này giúp đảm bảo quá trình sản xuất và vận hành được an toàn và hiệu quả.

Chi phí thiết lập hệ thống truyền động khí nén là thấp, vì hầu hết các xí nghiệp và nhà máy đã có sẵn các đường dẫn khí nén.

- Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo, nên tính nguy hiểm của quá trình sử dụng hệ thống truyền động bằng khí nén thấp

Hình 3 4 Cấu tạo piston tác động kép

1 Piston 2 Đệm kín piston 3 Trục piston 4 Dẫn hướng

5 Đệm kín trục 6 Vòng chắn bụi 7 Nắp xylanh 8,13 Cửa lưu chất

9 Thân xylanh 10 Buồng trục 11 Buồng piston 12 Đế xylanh

Khi nhận tín hiệu tác động, khí được cung cấp vào cửa 8 của xylanh, khiến piston di chuyển vào trong Ngược lại, khi có tín hiệu tác động trở lại, khí được cấp vào cửa 13 để điều khiển piston di chuyển ra ngoài.

Hình 3 5 Xy lanh TN10- 20SLoại: Khí nén

- Hoạt động: Tác dụng kép

- Môi trường hoạt động: Khí nén

- Hãng sản xuất: AIRTAC (Đài Loan)

- Hoạt động: Tác dụng kép

- Môi trường hoạt động: Khí nén

Van đảo chiều khí nén

Van đảo chiều khí nén là thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén, có chức năng đóng, ngắt và đảo chiều dòng khí Nhờ vào van này, hướng tác động của cơ cấu chấp hành khí nén có thể được thay đổi một cách linh hoạt.

Trong mô hình hệ thống nhóm sử dụng van đảo chiều 5/2

Van 5/2 là van có 5 cửa làm việc và 2 trạng thái làm việc

Cửa P là cửa cung cấp nguồn năng lượng

Cửa A lắp với buồng trái xylanh cơ cấu chấp hành

Cửa B lắp với buồng bên phải của xylanh cơ cấu chấp hành

Cửa T và cửa R là cửa xả năng lượng

Khi con trượt van di chuyển qua phải, cửa P thông với cửa A, cửa B thông với cửa

T Khi con trượt của van di chuyển qua trái, cửa P thông với cửa B, cửa A thông với cửa

- Loại van: 5 cửa 2 vị trí

- Kích thước cửa: Cửa vào, Cửa ra: 1/4”, Cửa xả 1/8”

- Môi trường làm việc: Khí nén

- Diện tích không gian: 16 mm 2

- Áp suất làm việc: 0.15 - 0.8 MPa

- Nhiệt độ cho phép: -5°C đến 60°C

- Sai số điện áp cho phép: ±10%

- Công suất tiêu thụ: AC: 5.5 VA, DC: 4.8W

- Thời gian đáp ứng: 0.05 giây.

Cảm biến khoảng cách

Cảm biến khoảng cách sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách đến vật cản, mang lại độ phản hồi nhanh và ít nhiễu Thiết bị này hoạt động bằng cách phát và nhận tia hồng ngoại ở tần số riêng biệt Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở.

Hình 3 8 Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến khoảng cách NPN E3F-DS30C4 với các thông số sau:

- Khoảng cách điều chỉnh:5-30cm

- Điện áp làm việc: 10-30 VdC

- Dạng tín hiệu ra: NPN Thường mở

Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là thiết bị quan trọng, thường được ứng dụng rộng rãi trong máy móc, ngành luyện kim và đặc biệt trong tự động điện tử, giúp xác định chính xác điểm dừng của các cơ cấu trượt.

Hình 3 9 Cảm biến tiệm cận HUCHOO SN04-N NPN

− Trạng thái output: NPN thường mở gồm 3 dây

− Điện áp hoạt động: 10-30VDC

− Dòng điện ngõ ra: 300mA

− Khoảng cách phát hiện: 4mm

− Đối tượng phát hiện: Kim loại

+ Đen: Tín hiệu ra, khi phát hiện kim loại cảm biến xuất mức LOW = 0V, khi không có tín hiệu cảm biến xuất mức HIGH= điện áp vào

Hình 3 10 Sơ đồ chân cảm biến tiệm cận

Role trung gian

Rơ le là thiết bị điện hạ áp tự động, với tín hiệu đầu ra thay đổi khi tín hiệu đầu vào đạt giá trị xác định Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ và trong đời sống hàng ngày.

Rơ le có nhiều loại khác nhau, bao gồm rơ le điện tử, rơ le phân cực, rơ le cảm ứng, rơ le nhiệt, và rơ le điện từ tương tự Đặc điểm cơ bản của rơ le là sự thay đổi đầu vào và đầu ra Khi đại lượng đầu vào X tăng đến giá trị tác động X2, đầu ra Y sẽ chuyển từ 0 (Ymin) lên 1 (Ymax) Ngược lại, khi X giảm đến giá trị nhả X1, đầu ra Y sẽ giảm từ 1 xuống 0, thể hiện quá trình nhả của rơ le.

Rơ le trung gian đóng vai trò quan trọng trong các sơ đồ bảo vệ hệ thống điện và điều khiển tự động Đặc điểm nổi bật của rơ le này là số lượng tiếp điểm phong phú, bao gồm cả tiếp điểm thường đóng và thường mở, cùng với khả năng chuyển mạch cao và công suất nuôi cuộn dây đáng kể.

SVTH: Trà Thắng Lợi, GVHD: ThS Võ Khánh Thoại Trang 34, bé được sử dụng để truyền và khuếch đại tín hiệu, đồng thời chia tín hiệu từ rơ le chính đến nhiều bộ phận khác nhau trong mạch điều khiển và bảo vệ.

Khi cuộn dây của rơ le được cấp điện áp định mức, dòng điện trong cuộn dây tạo ra sức từ động, làm nắp hút và đóng các tiếp điểm thường mở, trong khi các tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra Khi cắt điện, lò xo sẽ đưa nắp và các tiếp điểm trở về vị trí ban đầu Vì dòng điện qua tiếp điểm có giá trị nhỏ, hồ quang khi chuyển mạch không đáng kể, do đó không cần thiết phải có buồng dập hồ quang.

Rơ le trung gian là thiết bị nhỏ gọn với tối đa bốn cặp tiếp điểm thường đóng và thường mở, có công suất tiếp điểm lên đến 5A, 250VAC và 28VDC Hệ số nhả của rơ le này nhỏ hơn 0.4, thời gian tác động nhanh dưới 0.05 giây, cho phép hoạt động với tần số lên đến 1200 lần mỗi giờ.

− Có đèn led hiển thị

− Điện áp cuộn dây: 24VDC

− Thời gian tác động: 20ms Max

− Tần số hoạt động: Điện: 1800 lần/giờ, Cơ: 18000 lần/giờ

− Tuổi thọ: AC: 50.000.000 phút, DC: 100.000.000 phút

Nút nhấn nhả

Nút nhấn, hay còn gọi là nút điều khiển, là thiết bị điện điều khiển bằng tay, cho phép điều khiển từ xa các khí cụ điện như đóng cắt bằng điện từ, điện xoay chiều và điện một chiều hạ áp Nó cũng được sử dụng để điều khiển các dụng cụ báo hiệu và chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ.

Nút nhấn được sử dụng để khởi động, dừng và đảo chiều quay của động cơ bằng cách điều khiển việc đóng cắt các cuộn dây nam châm điện trong công tắc tơ và khởi động từ.

3.9.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Nút nhấn bao gồm hệ thống lò xo, các tiếp điểm thường mở và thường đóng cùng với vỏ bảo vệ Khi người dùng tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm sẽ chuyển đổi trạng thái, và khi không còn tác động, chúng sẽ trở về trạng thái ban đầu.

Nút nhấn được lắp đặt trên bảng điều khiển, tủ điện và hộp nút ấn, với tuổi thọ lên đến 200.000 lần đóng cắt Trong đó, nút nhấn màu đỏ thường được sử dụng để tắt máy, trong khi nút màu xanh được dùng để khởi động máy.

Băng chuyền sản phẩm

Băng tải và băng chuyền là thiết bị công nghiệp tự động hóa, mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc vận chuyển hàng hóa và nguyên vật liệu trên mọi khoảng cách Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc di chuyển các đồ vật từ điểm A đến điểm B một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Sự ra đời của băng tải công nghiệp đã giúp con người giảm thiểu sức lao động trong việc vận chuyển hàng hóa, thay thế cho các phương tiện truyền thống như xe đẩy và xe chở hàng Đầu tư vào băng tải không tốn kém nhưng lại nâng cao năng suất lao động, từ đó giảm giá thành sản phẩm nhờ tiết kiệm chi phí nhân công Hơn nữa, chất lượng sản phẩm cũng được cải thiện do giảm thiểu sai sót do con người gây ra.

Hình 3 13 Băng chuyền sản phẩm

Khung băng tải được thiết kế với cấu trúc nhẹ và linh hoạt, dễ dàng trong việc lắp ráp Chất liệu thường sử dụng cho khung này bao gồm thép sơn tĩnh điện, inox và nhôm định hình.

- Động cơ băng tải: dùng để giảm tốc và bộ điều khiển kiểm soát tốc độ

- Dây băng tải: thường sử dụng dây PVC hoặc dây PU

- Cơ cấu truyền động gồm: Rulo chủ động kéo, cơ cấu chống lệch băng, con lăn đỡ dây…

- Bàn thao tác trên băng tải thường bằng gỗ, hoặc inox, phía trên có dán lớp nhựa PVC chống trầy xước cho sản phẩm

- Hệ thống đường khí nén và đường điện có ổ cắm để lấy điện cho các máy dùng trên băng tải

- Đường điện chiếu sáng hoặc hệ thống điều khiển khí nén để công nhân thao tác lắp ráp

Trong quá trình phân loại sản phẩm, các hệ thống phân loại tự động có quy mô đa dạng, từ lớn đến nhỏ, tùy thuộc vào mức độ phức tạp của yêu cầu Vì vậy, băng chuyền cần được thiết kế với kích thước phù hợp với hệ thống phân loại Nhận thấy thực tế này, nhóm đồ án quyết định thiết kế và thi công một mô hình băng chuyền nhỏ, nhưng vẫn đảm bảo chức năng vận chuyển sản phẩm theo kích thước đã được xác định trước.

Con lăn băng tải được chế tạo từ inox bền bỉ, lắp đặt trên khung băng chuyền chắc chắn và hoạt động nhờ động cơ băng tải khởi động qua bảng điều khiển Quá trình vận hành diễn ra mượt mà, không gây nghiêng đổ nhờ vào vật liệu chắc chắn Băng tải có tuổi thọ cao và khả năng vận hành liên tục tốt, đồng thời thiết kế đơn giản giúp việc bảo trì, bảo dưỡng trở nên dễ dàng.

Cấu trúc của sản phẩm rất đơn giản và bền bỉ, cho phép vận chuyển linh hoạt theo nhiều hướng khác nhau, bao gồm nằm ngang, nằm nghiêng, hoặc kết hợp cả hai.

Mâm xoay

Mâm xoay là thiết bị thiết yếu trong quy trình sản xuất, giúp chuyển chai rỗng từ băng chuyền đến các giai đoạn tiếp theo như chiết rót và đóng nắp.

Có nhiều phương pháp thiết kế mâm xoay, nhưng mâm xoay hai tầng được lựa chọn vì hệ thống điều khiển của nó giúp giữ chai ổn định trong quá trình di chuyển.

Hình 3 14 Thiết kế mâm xoay

CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

Quy trình công nghệ

4.1.1 Yêu cầu chính của hệ thống

Nguồn nước tinh khiết đạt tiêu chuẩn TCVN 6096:2004, đảm bảo chất lượng nước uống an toàn Hệ thống được thiết kế với áp suất trung bình không vượt quá 10kgf/cm2, và sử dụng điện áp 1 pha 220V, 50Hz.

Dòng tải: Tùy theo công suất bơm sử dụng và các thiết bị ngoại vi khác, thông thường không nhỏ hơn 3A

Khung sườn thiết bị: Được thiết kế bằng nhôm không gỉ, chịu được lực rung lớn Ống dẫn nước : Chất liệu nhựa PE Ống nén khí: PU

4.1.2 Các chức năng chính của hệ thống

Hệ thống kết hợp 3 chu trình : Vận chuyển chai, chiết rót và đóng nắp thành phẩm

Mạch điều khiển trung tâm PLC của Siemens quản lý toàn bộ hệ thống vận chuyển chai, chiết rót và đóng nắp Bảng mạch hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống qua các đèn LED Khi có sự cố xảy ra, đèn báo lỗi sẽ bật lên và hệ thống sẽ tự động ngắt điện hoàn toàn.

Khung sườn của hệ thống được chế tạo từ nhôm không gỉ, đảm bảo độ bền và tính ổn định Động cơ xoay vòng sử dụng công nghệ Đức, cho phép các chai PET được vận chuyển tự động trên băng chuyền liên tục vào hệ thống chiết rót và xúc rửa Ống dẫn nước được làm từ nhựa PE, một chất liệu an toàn, không độc hại, thích hợp cho ngành công nghiệp dược phẩm, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Ngoài ra, ống nhựa PE có độ bền cao, khả năng chịu áp lực lớn và khả năng chống chọi với điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Hệ thống gồm bao gồm hai chế độ hoạt động: Auto và Manual

Vỏ chai PET đã được kiểm nghiệm sẽ được đưa vào hệ thống chiết rót qua băng chuyền Khi cảm biến hồng ngoại phát hiện chai, bơm nước sẽ được khởi động để rót nước vào chai PET, với thể tích nước có thể điều chỉnh theo yêu cầu.

Sau khi chai được rót theo thông số đã cài đặt, quá trình sẽ chuyển sang vị trí cấp nắp Nắp chai sẽ được đưa vào ống chứa và được xy lanh đẩy vào miệng chai PET Cuối cùng, xy lanh nâng hạ sẽ sử dụng động cơ xoay để siết chặt nắp chai.

Sau đó chai PET được chuyển trên băng tải đi ra ngoài

Do giới hạn đề tài là mô phỏng trên máy tính, tôi sẽ tập trung nghiên cứu các thiết bị phần điện tự động Mô hình mô phỏng sẽ có một số điểm khác biệt so với hệ thống thực tế để thuận tiện cho việc mô phỏng Cụ thể, dây chuyền mô phỏng sẽ bao gồm các khâu chính sau đây:

- Đưa chai thành phẩm sang dây chuyền thực hiện công đoạn tiếp theo( dán nhãn, đóng thùng).

Sơ đồ cấu trúc

Hình 4 1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống

Sơ đồ nối dây PLC

4.3.1 Sơ đồ nối dây PLC Động cơ mâm xoay

Bơm Động cơ băng chuyền 1

Nút nhấn Động cơ băng chuyền 2

Cảm biến Động cơ vặn nắp

4.3.2 Sơ đồ nối dây chi tiết

Bảng phân công đầu vào ra

STT Tên biến Địa chỉ Ghi chú

1 I_MODE I0.0 Switch chế độ 1 auto, 0 manu

2 I_START I0.1 Nút nhấn chạy hệ thống

3 I_STOP I0.2 Nút nhấn dừng hệ thống

4 I_CB_MUC_NUOC I0.3 Cảm biến phát hiện mực nước tháp

5 I_CB_CHAI_VAO I0.4 Cảm biến phát hiện chai vào

6 I_CB_VI_TRI I0.6 Cảm biến vị trí dừng mâm

STT Tên biến Địa chỉ Ghi chú

1 Q_ĐÈN_START Q0.0 Đèn báo hệ thống chạy

2 Q_ĐÈN_STOP Q0.1 Đèn báo hệ thống dừng

3 Q_ĐÈN_LỖI Q0.2 Đèn báo hệ thống lỗi

4 Q_BT1 Q0.3 Đầu ra động cơ băng tải vào

5 Q_BƠM Q0.4 Đầu ra động cơ bơm

6 Q_ĐC_XOAY_MÂM Q0.5 Đầu ra động cơ quay trục

7 Q_ĐC_XOAY_NẮP Q0.6 Đầu ra động cơ đóng nắp

8 Q_XYLANH_NÂNG_HẠ Q0.7 Đầu ra xy lanh đóng nắp

9 Q_XYLANH_ĐẨY_NẮP Q1.0 Đầu ra xy lanh đẩy nắp

10 Q_BT2 Q1.1 Đầu ra độg cơ băng tải 2

Giản đồ thời gian

Hình 4 2 Giản đồ thời gian

Lưu đồ thuật toán

4.6.1 Lưu đồ chung của toàn hệ thống

Hình 4 3 Lưu đồ thuật toán chung cho toàn hệ thống

4.6.2 Chương trình con chế độ bằng tay

Hình 4 4 Chế độ bằng tay

4.6.3 Chương trình con chế độ vận hành tự động

Hình 4 5 Chế độ vận hành tự động

Thiết kế giao diện WinCC

4.7.1 Tạo màn hình mới cho HMI

Bước 1: Tạo màn hình HMI trên Tia Portal

Hình 4 6 Bước 1 tạo màn hình HMI

Chọn Add new device → HMI→ SIMATIC Basic Panel→ Chọn kích thước màn hình HMI muốn tạo( 7” Display) →KTP700 Basic PN

Bước 2: Chọn PLC để kết nối với màn hình HMI Sau đó nhấn Finish

Hình 4 7 Bước 2 tạo một màn hình HMI

Ta tạo được 1 giao diện màn hình HMI như bên dưới, sau đó ta bắt đầu thiết kế như yêu cầu đã đề ra

Hình 4 8 Một màn hình HMI được tạo

4.7.2 Giao diện của hệ thống điều khiển chiết rót đóng nắp tự động trên WinCC g Hình 4 9 Giao diện hệ thống chiết rót, đóng nắp chai tự động trên WinCC

4.7.3 Bảng điều khiển của hệ thống Để thực hiện điều khiển hệ thống vận hành thì chúng ta thao tác qua các giao diện điều khiển được thể hiện ở Hình 4.12, Hình 4.13 và Hình 4.14.

4.7.3 Bảng điều khiển của hệ thống

Tiêu đề	Ứng Dụng PLC S7-1200 Điều Khiển Mô Hình Chiết Rót, Đóng Nắp Tự Động
Tác giả	Trà Thắng Lợi, Hồ Thị Trúc Linh
Người hướng dẫn	ThS. Võ Khánh Thoại
Trường học	Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	86
Dung lượng	4,86 MB