1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200

86 9 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Lưu Kho Tự Động Sử Dụng S7-1200
Tác giả Nguyễn Hồng Quân, Nguyễn Hùng Quốc
Người hướng dẫn ThS. Dương Quang Thiện
Trường học Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2022
Thành phố Đà Nẵng
Định dạng
Số trang 86
Dung lượng 6,03 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI (4)
    • 1.1 Đặt vấn đề (15)
      • 1.1.1 Tìm hiểu chung về hệ thống lưu trữ hàng hóa (15)
      • 1.1.2 Vấn đề đặt ra (17)
    • 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài (17)
    • 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu (18)
    • 1.4 Phương pháp Nghiên cứu (18)
    • 1.5 Kế hoạch nghiên cứu (18)
    • 1.6 Nội dung đề tài (19)
  • CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT TỰ ĐỘNG HÓA (20)
    • 2.1 Mở đầu (20)
    • 2.2 Giới thiệu về PLC S7-1200 (21)
      • 2.2.1 Tổng quan về nguồn gốc PLC (21)
      • 2.2.2 Một số nhóm PLC phổ biến hiện nay (21)
      • 2.2.3 Giới thiệu Siemens PLC S7-1200 (22)
        • 2.2.3.1 Chế độ bảo mật của PLC S7-1200 (23)
    • 2.3 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC (24)
      • 2.3.1 Cấu hình phần cứng (24)
        • 2.3.1.1 Bộ xử lý (24)
        • 2.3.1.2 Bộ nguồn (25)
        • 2.3.1.4 Bộ nhớ (25)
        • 2.3.1.5 Giao diện vào/ra (25)
      • 2.3.2 Cấu tạo chung của PLC (27)
      • 2.3.3 Khái niệm chung (28)
      • 2.3.4 Các phương pháp lập trình (29)
        • 2.3.4.1 Một số ký hiệu chung (29)
        • 2.3.4.2 Phương pháp hình thang Ladder Logic (31)
        • 2.3.4.3 Phương pháp liệt kê 1ệnh STL Statement List (0)
      • 2.3.5 Các rơle nội (32)
      • 2.3.6 Các rơle thời gian (33)
      • 2.3.7 Các bộ đếm (33)
    • 2.4 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của PLC (0)
  • CHƯƠNG 3. THI CÔNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG (4)
    • 3.1 Thiết kế phần cứng của hệ thống (37)
      • 3.1.1 Sơ đồ khối của hệ thống (37)
      • 3.1.2 Mô tả công nghệ của hệ thống (38)
    • 3.2 Mạch động lực và điều khiển (39)
      • 3.2.1 Mạch động lực (39)
      • 3.2.2 Mạch điều khiển (40)
    • 3.3 Thi công mô hình (41)
      • 3.3.1 Mô hình đã làm (41)
      • 3.3.2 Khái quát về các thiết bị của mô hình (44)
        • 3.3.2.1 PLC S7-1200 CPU 1214C DCDCDC (44)
        • 3.3.2.2 Driver Tb6600 (45)
        • 3.3.2.3 Động cơ bước (46)
        • 3.3.2.4 Rơle trung gian (48)
        • 3.3.2.5 Cảm biến quang (49)
        • 3.3.2.6 Nguồn tổ ong (50)
  • CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG (4)
    • 4.1 Phần mềm TIA Portal (51)
      • 4.1.1 Giới thiệu phần mềm (51)
      • 4.1.2 Lập trình trong TIA Portal (51)
    • 4.2 Phân công đầu vào đầu ra (58)
      • 4.4.1 Cách thiết lập địa chỉ IP (64)
    • 4.5 Thiết kế giao diện wincc (65)
  • KẾT LUẬN (68)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (70)
  • PHỤ LỤC (71)

Nội dung

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Đặt vấn đề

1.1.1 Tìm hiểu chung về hệ thống lưu trữ hàng hóa

Trong những năm gần đây, Việt Nam đã tích cực hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu với nền sản xuất đa dạng và tiềm năng Sự phát triển này đã thúc đẩy tự động hóa trong nhiều lĩnh vực, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong cuộc sống hàng ngày Sự ra đời và cải tiến của các công nghệ như chip điện tử, PLC, máy tính và CNC đã góp phần nâng cao mức độ tự động hóa, giúp quy trình sản xuất diễn ra nhanh chóng và chính xác hơn.

Công nghệ tự động hóa đã được áp dụng hiệu quả trong kho lưu trữ tự động, chuyển giao một phần hoặc toàn bộ quy trình sản xuất từ con người sang máy móc Quy trình này đặc biệt ở chỗ giảm thiểu sự can thiệp của con người, cho phép máy móc hoạt động linh hoạt và trơn tru nhờ vào các hệ thống điều khiển tiên tiến Hệ thống lưu kho tự động mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tăng cường hiệu suất, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm thời gian trong quản lý hàng hóa.

- Sử dụng ít nhân công và diện tích để chứa hàng hóa

- Phân loại được các hàng hóa khác nhau (đa dạng hàng hóa thường để chung

- với nhau trong 1 kho rất khó để phân loại)

- Bảo quản tốt hàng hóa khi có số lƣợng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau dẫn đến hƣ hỏng móp méo)

- Dễ soát số lƣợng hàng hóa xuất và nhập trong kho

- Hạn chế các loại xe nâng hạ vận hành bằng tay và giảm thiểu tai nạn do lỗi vận hành của công nhân

- Loại bỏ các hƣ hỏng sản phẩm do lỗi xử lý thủ công trong kho

Hệ thống theo dõi hàng tồn kho hoạt động theo từng ngày, giờ, cung cấp cập nhật chính xác theo thời gian thực mà không cần nhiều sự giám sát từ con người.

- Hệ thống có thể hoạt động 365 ngày một năm

- Làm gia tăng mạnh năng lực cho khâu dịch vụ khách hàng

- Cho phép rút ngắn thời gian thu hồi khoản đầu tƣ (ROI)

Hiện nay, nhiều công ty lớn đã áp dụng hệ thống lưu kho tự động, trong đó Amazon đã nâng cao năng suất kho hàng lên 40% doanh thu và giảm chi phí vận hành xuống dưới 10% nhờ vào công nghệ kho lưu trữ thông minh Hệ thống này đã chứng minh hiệu quả rõ rệt trong việc cải thiện kinh doanh Tại Việt Nam, nhiều doanh nghiệp cũng đang chuyển sang sử dụng kho thông minh, điển hình là Vinamilk, một trong những công ty có khối lượng kho xưởng sản xuất hàng đầu trong nước.

Các chuyên gia khuyến nghị doanh nghiệp nên từ bỏ cách lưu trữ và bảo quản hàng hóa tại các kho hàng truyền thống, vì phương pháp này làm gia tăng chi phí sản phẩm và dịch vụ do chi phí lưu trữ cao.

Trong dài hạn, việc không áp dụng kho lưu trữ tự động sẽ khiến doanh nghiệp mất dần sức hấp dẫn đối với khách hàng, đặc biệt khi so sánh với các công ty đã áp dụng công nghệ này.

Trong những năm tới, xu hướng sử dụng công nghệ kho lấy hàng tự động sẽ gia tăng, đặc biệt tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ Nhiều doanh nghiệp sẽ chuyển từ kho truyền thống sang hệ thống kho thông minh để giảm chi phí lao động và nâng cao năng lực cạnh tranh Mục tiêu cuối cùng là tối ưu hóa chi phí vận hành, từ đó tăng lợi nhuận thông qua việc tự động hóa quy trình xuất, nhập sản phẩm.

Hình 1 Các loại phương tiện bốc xếp hàng hóa hiện nay

Mục đích của nghiên cứu đề tài này là ứng dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, kiểm tra và nâng cao trình độ chuyên môn Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi đánh giá được lượng kiến thức đạt được để thi công mô hình, đồng thời phát huy tính sáng tạo và khả năng làm việc nhóm Đây cũng là cơ hội để khẳng định bản thân trước khi ra trường và làm việc trong môi trường chuyên nghiệp.

Nhằm đáp ứng nhu cầu sắp xếp sản phẩm và hàng hóa một cách tự động, tiết kiệm thời gian và chi phí, nhóm đã chọn đề tài "Thiết kế, chế tạo hệ thống lưu kho tự động sử dụng PLC S7-1200".

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

Mô hình hệ thống lưu kho tự động được thiết kế và thi công ứng dụng PLC S7-1200 nhằm mục đích nghiên cứu và áp dụng vào một số công việc thực tế Tài liệu này sẽ là nguồn học tập quý giá cho sinh viên các khóa sau, đồng thời cung cấp thông tin tham khảo hữu ích cho việc thiết kế hệ thống lưu kho tự động tại các nhà máy.

Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

- PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC

- Phần mềm Tia Portal, HMI

- Thiết kế phần cứng và tạo ra mô hình, sản phẩm hoàn chỉnh

- Lập trình trên PLC S7-1200 điều khiển giám sát “Hệ thống lưu kho tự động sử dụng PLC S7-1200 ”.

Phương pháp Nghiên cứu

Đã tiến hành nghiên cứu tài liệu từ trang chủ của Siemens và thực hành trực tiếp trên mô hình CPU 1214 để đạt hiệu quả tối ưu Ngoài ra, tôi cũng đã mượn tài liệu từ giảng viên hướng dẫn và thư viện, cũng như tham khảo từ các diễn đàn và blog liên quan để nâng cao kiến thức và kỹ năng.

Nghiên cứu các mô hình ở những khóa trước, từ đó rút ra kinh nghiệm để tiến hành thực hiện mô hình.

Kế hoạch nghiên cứu

Thu thập và nghiên cứu tài liệu

Tìm hiểu PLC S7-1200, phần mềm TIA Portal , Driver TB6600

Xây dựng mô hình, kiểm tra và sửa lỗi

Kiểm tra, hoàn thiện phần cứng và chương trình

Hoàn thành đồ án: đánh máy, in ấn, đóng bìa và nộp đề tài.

Nội dung đề tài

Chương 1: Tổng quan về hệ thống lưu kho tự động và lý do chọn đề tài

Nội dung: Giới thiệu tổng quát về đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống lưu kho tự động sử dụng PLC S7-1200 ”

Chương 2: Cơ sở lí thuyết tự động hóa

Nội dung: Giới thiệu về PLC S7-1200: các dòng CPU, cấu trúc phần cứng, I/O, các tập lệnh

Chương 3: Thi công và Thiết kế hệ thống

Nội dung: Thiết kế phần cứng và chế tạo mô hình

Chương 4: Lập trình cho hệ thống

Nội dung: Sơ đồ nối dây, bảng phân công đầu vào đầu ra, lưu đồ thuật toán, chương trình điều khiển và thiết kế giao diện HMI.

CƠ SỞ LÍ THUYẾT TỰ ĐỘNG HÓA

Mở đầu

Sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại và công nghệ điều khiển logic chủ yếu dựa vào sự tiến bộ của tin học, đặc biệt là trong lĩnh vực kỹ thuật máy tính.

Kỹ thuật điều khiển logic PLC (Programmable Logic Control) đã được phát triển từ những năm 1968-1970 Ở giai đoạn đầu, việc sử dụng thiết bị PLC yêu cầu người dùng phải có kiến thức chuyên sâu về điện tử Tuy nhiên, hiện nay, các thiết bị PLC đã phát triển mạnh mẽ và trở nên phổ biến trong đời sống lao động.

Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC là một thiết bị điều khiển đặc biệt sử dụng bộ vi xử lý và bộ nhớ lập trình để thực hiện các chức năng như tính toán logic, lập chuỗi, định giờ và đếm PLC được thiết kế để các kỹ sư có thể vận hành hiệu quả mà không cần kiến thức sâu về máy tính hay ngôn ngữ lập trình.

Chúng được thiết kế có thể cài đặt hoặc thay đổi chương trình một cách linh hoạt

Các nhà thiết kế PLC cần lập trình chương trình điều khiển bằng ngôn ngữ đơn giản nhất, thường là ngôn ngữ điều khiển Thuật ngữ logic được sử dụng chủ yếu để mô tả các hoạt động logic, như nếu có điều kiện A và B thì C sẽ thực hiện một nhiệm vụ nhất định Người vận hành sẽ nhập chuỗi lệnh vào bộ nhớ của PLC, và thiết bị điều khiển này sẽ giám sát các tín hiệu vào và ra theo chương trình đã lập trình, thực hiện các quy tắc điều khiển đã được thiết lập trước đó.

PLC là thiết bị tương tự như máy tính, nhưng được tối ưu hóa cho các hệ thống điều khiển trong môi trường công nghiệp Chúng được thiết kế bền bỉ để chịu đựng rung động, nhiệt độ, độ ẩm và tiếng ồn từ môi trường xung quanh.

Các giao diện cho thiết bị đầu vào và đầu ra được cung cấp sẵn, cho phép lập trình dễ dàng bằng các ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu tập trung vào các phép toán logic và chuyển mạch.

Chức năng của bộ điều khiển logic PLC tương tự như bộ điều khiển truyền thống, được thiết kế dựa trên rơle, công tắc tơ và các khối điện tử.

Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến để thực thi các lệnh điều khiển

Liên kết và ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển để thực hiện việc đóng mở các mạch, phù hợp với công nghệ đã được lập trình sẵn.

Để điều khiển hệ thống hiệu quả, cần tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển dựa trên việc so sánh thông tin thu thập được với các thông tin đã được cài đặt sẵn Quá trình này giúp đưa ra các lệnh chính xác và kịp thời cho hệ thống.

Phân phát các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp

Bộ PLC có khả năng kết nối với bộ điều khiển số NC hoặc CNC, tạo thành hệ thống điều khiển thích nghi cho máy công cụ và robot công nghiệp Trong các trung tâm gia công, bộ PLC đảm nhận vai trò điều khiển mọi quy trình công nghệ, đảm bảo sự chính xác và hiệu quả trong sản xuất.

Giới thiệu về PLC S7-1200

2.2.1 Tổng quan về nguồn gốc PLC

Vào năm 1968, công ty General của Mỹ đã phát triển thiết bị điều khiển lập trình được, tuy nhiên hệ thống này vẫn còn cồng kềnh và đơn giản, gây khó khăn cho người vận hành và không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng Hiện nay, thị trường có nhiều loại PLC từ các hãng sản xuất khác nhau như Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Schneider, Hitachi, Koyo, với nhiều thế hệ sản phẩm khác nhau Ngoài ra, các hãng còn cung cấp các thiết bị liên quan như module và cảm biến phục vụ cho quá trình tự động hóa.

2.2.2 Một số nhóm PLC phổ biến hiện nay

- CPU S7 300: 312IFM; 312C; 313; 313C; 313C-2DP+P; 313C-2DP; 314; 314IFM; 314C-2DP+P; 314C-2DP; 315; 315-2DP; 315E-2DP; 316-2DP; 318-2

Controtechnique: Họ Compact TWD LCAA 10DRP; TWD LCAA 16DRP; TWD LCAA 24DRP

- AC 800M, đây là loại có 2 module CPU làm việc song song theo chế độ dự phòng nóng

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa

Giới thiệu PLC S7 1200, bao gồm :

- 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống nhƣ điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng

- 2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển mô-đun trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm

- 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau

- 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

2.2.3.1 Chế độ bảo mật của PLC S7-1200

Chế độ bảo mật về quyền truy cập và CPU và khối hàm

Cấp độ bảo mật Mức độ truy cập

Full Access Cho phép toàn quyền truy cập

Cho phép HMI truy cập tới PLC và chỉ đƣợc phép đọc TIA Portal Muốn có toàn quyền truy cập phải có password

Chỉ có quyền cho phép HMI truy cập tới PLC Muốn toàn quyền truy cập thì phải có password

Bảo mật hoàn toàn kể cả với HMI Muốn nắm đƣợc toàn quyền truy cập phải có password

Bảng 2.1 Mức độ bảo mật của PLC

Chế độ Know-how Protection cho phép người dùng ngăn chặn truy cập trái phép vào các khối hàm, tổ chức OB, FB, FC, và DB Người dùng có khả năng tạo password riêng biệt để kiểm soát quyền truy cập vào các khối hàm một cách hiệu quả.

Một tính năng bảo mật mới cho phép người dùng ẩn các khối chương trình trên thẻ nhớ hoặc CPU, giúp bảo vệ sở hữu trí tuệ của lập trình viên Chức năng Bảo vệ Sao chép có thể được áp dụng cho các khối OB, FB và FC.

Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của PLC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: Dương Quang Thiện

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hùng Quốc Mã SV: 1811505520141

Nguyễn Hồng Quân Mã SV: 1811505520139

Thiết kế và Thi Công Hệ Thống Lưu Kho Tự Động sử dụng PLC S7-1200

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

 Kho lưu giữ hàng hóa 9 ô

 Băng tải, động cơ băng tải để đƣa sản phẩm vào và ra

 Hệ thống cánh tay gắp đưa sản phẩm vào ô lưu giữ hàng hóa

3 Nội dung chính của đồ án:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VÀ LÝ DO CHỌN ĐÈ TÀI

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỰ ĐỘNG HÓA

THI CÔNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Thiết kế phần cứng của hệ thống

3.1.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Sơ đồ khối của hệ thống bao gồm các phần nhƣ sau:

- Phần PLC : là phần đầu não, là trung tâm của hệ thống, là nơi điều khiển toàn bộ hệ thống

- Phần máy tính : Phần giám sát hệ thống trong quá trình hoạt động, đồng thời cũng là nơi điều khiển đƣa hàng đến các ô nhƣ ý muốn

- Phần cảm biến : Nhận biết hàng đã đƣợc đặt lên băng tải để làm băng tải hoạt động đồng thời cũng kích hoạt các cơ cấu chấp hành

- Phần Nguồn : Cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống trong suốt quá trình hoạt động

- Phần Driver : Điều khiển các động cơ bước hoạt động

- Phần cơ cấu chấp hành : Xử lý tín hiệu nhận đƣợc và thực hiện các công việc đã đƣợc lập trình sẵn

Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

3.1.2 Mô tả công nghệ của hệ thống

Mô hình lưu kho gồm có hai chế độ: “chế độ auto” và “chế độ manual”

Khi hoạt động hệ thống, ta chọn trước 1 trong 2 chế độ

Khi hệ thống khởi động, việc đặt một sản phẩm lên băng tải sẽ được cảm biến 1 phát hiện, từ đó kích hoạt băng tải hoạt động để đưa sản phẩm đến cảm biến 2.

Khi cảm biến 2 phát hiện sản phẩm, cánh tay robot sẽ bắt đầu hoạt động, gắp và di chuyển sản phẩm đến các ô trong kho theo thứ tự từ 1 đến 9.

 Khi xuất hàng ra khỏi kho thì hệ thống sẽ mặc định xuất hàng theo thứ từ 1 đến 9

Trong chế độ điều khiển bằng tay, người dùng có thể tự do xuất hoặc nhập hàng vào kho theo ý muốn Hệ thống cung cấp tính năng chọn ô trên màn hình HMI, giúp dễ dàng thực hiện các thao tác xuất hàng ra khỏi kho hoặc nhập hàng vào kho.

Ví dụ: khi ở ô thứ 1 còn trống nhƣng ta vẫn có thể đƣa hàng đến ô thứ 2

Khi chuyển từ chế độ điều khiển bằng tay sang chế độ tự động, sản phẩm sẽ được đưa đến các ô trống theo thứ tự từ nhỏ đến lớn.

Quá trình nhập kho và xuất kho diễn ra nhƣ sau:

Khi cảm biến thứ hai phát hiện vật đã đến vị trí, bộ điều khiển sẽ tìm ô trống và điều khiển cánh tay robot đưa hàng vào ô đó Tùy thuộc vào chế độ "auto" hay "manual", thứ tự nhập kho sẽ khác nhau Trong chế độ "auto", hệ thống nhập kho từ ô 1 đến ô 9 và sau đó cánh tay robot trở về trạng thái ban đầu Trong chế độ "manual", người dùng có thể chọn ô muốn nhập hàng, và sau khi hoàn tất, cánh tay robot cũng sẽ trở lại trạng thái ban đầu.

Bộ điều khiển trong hệ thống xuất kho sẽ xác định ô có hàng trên kệ; nếu không có hàng, hệ thống sẽ ngừng hoạt động và thông báo trên màn hình HMI Cánh tay robot sẽ di chuyển đến ô có hàng để lấy hàng ra khỏi kho Tùy vào chế độ hoạt động, việc xuất kho sẽ khác nhau: trong chế độ tự động, hàng sẽ được xuất từ ô 1 đến ô 9, sau đó cánh tay robot trở về trạng thái ban đầu; trong chế độ thủ công, người dùng có thể chọn ô để xuất hàng, và sau khi hoàn tất, cánh tay robot cũng trở về trạng thái ban đầu.

Mạch động lực và điều khiển

Gồm 4 Driver TB 6600 và 4 động cơ bước

Chân Dir + đƣợc nối với role trung gian và nối với nguồn 24V

Chân Dir – đƣợc nối với nguồn DC0V

Chân Pul – đƣợc nối với nguồn DC 0V

Chân Pul + của 4 Driver nối lần lƣợt với đầu ra Q0.0, Q0.2, Q0.4, Q0.6

Các chân A+ A- B+ B- đƣợc nối lần lƣợt với chân A+ A- B+ B- của động cơ step

Cảm biến có 3 dây: một dây kết nối với 0V, một dây nối vào đầu vào PLC I0.0 và I0.1 Các đầu vào PLC từ I0.2 đến 2M được kết nối với các CTHT từ CTHT 1 đến CTHT 13 Đầu ra 3L+ của PLC được nối vào nguồn 24V, trong khi đầu ra 3M nối vào nguồn 0V.

Các đầu ra của PLC Q0.1, Q0.3, Q0.5, Q0.7,Q1.0 và Q1.1 nối với các role trung gian

LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG

Phần mềm TIA Portal

Phần mềm Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) do Siemens phát triển lần đầu vào năm 1996, là một giải pháp đột phá tích hợp tất cả công cụ vào một nền tảng duy nhất TIA Portal hỗ trợ từ mô phỏng, thiết kế, thử nghiệm đến vận hành và bảo trì hệ thống tự động hóa, giúp kỹ sư tiết kiệm thời gian, chi phí và công sức đáng kể.

Phần mềm TIA Portal là công cụ nổi bật trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, được ưa chuộng nhờ giao diện thân thiện và dễ sử dụng Nó phù hợp cho cả người mới và những chuyên gia dày dạn kinh nghiệm trong lập trình Với TIA Portal, người dùng có thể dễ dàng cấu hình, lập trình, thử nghiệm và chẩn đoán các bộ điều khiển PLC cùng các module, HMI của Siemens một cách hiệu quả.

Phiên bản TIA Portal V16, được Siemens ra mắt vào cuối năm 2019, hỗ trợ đầy đủ các ngôn ngữ lập trình như LAD, FBD, SCL, STL và GRAPH Sự linh hoạt trong việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp giúp các kỹ sư lập trình tối ưu hóa việc phát triển và điều khiển hệ thống.

Kỹ sư có thể lập trình cho PLC S7-300/400 một cách hiệu quả bằng cách sử dụng TIA Portal V16, không chỉ giới hạn ở S7-1200.

4.1.2 Lập trình trong TIA Portal

Double click vào biểu tƣợng của phần mềm trên màn hình Desktop nhƣ hình 4.1

Hình 4.1 Biểu tƣợng phần mềm TIA Portal

Sau khi đã khởi động đƣợc phần mềm, ta đƣợc nhƣ hình 4.2:

Hình 4.2 Giao diện khởi động TIA Portal

To create a new project, click on "Create new Project," enter a name for your project in the "Project name" section, select the storage location in the "Path" section, and then click to proceed.

Hình 4.3 Tạo dự án mới

Sau khi đã tạo xong một project thì giao diện nhƣ hình 4.4 sẽ xuất hiện với các mục nhƣ sau:

Hình 4.4 Giao diện sau khi tạo 1 dự án

Khi chọn thiết bị và mạng cho dự án lập trình, cần xác định các thiết bị phù hợp như PLC, HMI và hệ thống PC Việc xem xét và điều chỉnh các thiết bị lập trình là rất quan trọng để đảm bảo đáp ứng đúng nhu cầu của dự án.

 PLC Programming: Dùng để lập trình cho PLC, dùng để xem và cập nhật chương trình mới

 Visualization: Cấu hình cho giao diện HMI

 Online & Diagnostics: kết nối trực tuyến với PLC và chuẩn đoán lỗi

Chọn “Devices & Networks” sau đó chọn “Add new Device” để tiến hành chọn các loại thiết bị nhƣ hình 4.5

Chọn “Controllers” => “CPU”=> “CPU 1214C DCDCDC”

Sau khi chọn xong CPU sẽ xuất hiện giao diện nhƣ hình 4.6, ở đây có nhiều cửa sổ nhỏ, mỗi cái dùng để đáp ứng cho việc lập trình

Hình 4.6 Giao diện S7-1200 Để tiến hành kết nối Profinet ta làm nhƣ sau: Ở mục “General” ta chọn mục

Hình 4.7 Thiết lập địa chỉ IP cho PLC Ở mục “IP Protocol”chọn “Set ID address in the project” ta chọn nhƣ sau:

- Subnet mask: 255.255.255.0 Để lập trình ta làm nhƣ hình 4.8:

- Chọn PLC_1 [CPU 1214C DC/DC/DC] => Program blocks => Main [OB1]

Trên thanh công cụ bên phải, bạn có thể tìm thấy một số lệnh cơ bản hữu ích Để sử dụng nhanh chóng, hãy chọn các lệnh tắt trong Favorites, sau đó nhấn vào Empty box và kéo thả chuột để chọn nhóm lệnh cần thiết Ngoài ra, bạn cũng có thể tham khảo phần Instructions để biết thêm chi tiết.

Hình 4.8: Giao diện lập trình Để nạp chương trình cho PLC ta thực hiện các bước như sau:

 Bước 1: Click chuột vào biểu tượng như hình 4.9

Hình 4.9 Nạp chương trình cho PLC (1)

 Bước 2: Chọn Realtek PCIe GBE Family Controller, sau đó chọn Start search

Hình 4.10: Nạp chương trình cho PLC (2)

 Bước 3: Ta chọn load để nạp chương trình cho PLC như hình 4.11

Hình 4.11 Nạp chương trình cho PLC (3)

 Bước 4: Cửa sổ Load preview xuất hiện, tiếp tục chọn Load để nạp chương trình cho PLC

Hình 4.11 Nạp chương trình cho PLC (4)

 Bước 5: Chương trình đã được nạp xong, ta nhấp chọn Finish như hình 4.12

Hình 4.12 Nạp chương trình cho PLC (5)

Phân công đầu vào đầu ra

Phân công đầu vào và đầu ra của hệ thống nhƣ sau:

CTHT trục tiến lùiCB phát hiện vật vào %I0.2

CTHT trục trái phải %I1.5 lùiCB phát hiện vật vào %I0.0

CB phát hiện vật ra %I0.1

Bảng 4.13: Đầu vào của hệ thống

Bảng 4.2: Đầu ra của hệ thống

4.3 Lưu đồ thuật toán của hệ thống

Step tiến lùi quay hướng tiến

Step tiến lùi quay hướng lùi

Step nâng hạ dừng Step trái phải dừng

Step nâng hạ hạ xuống

Step trái phải quay trái

Step xoay về hướng kho

Step xoay về hướng băng tải

Step xoay về hướng kho

Chương trình nhập Chương trình xuất

CB vật vào có tín hiệu

Quét tìm vị trí Băng tải chạy

CB vật ra có tín hiệu

Vị trí đã tìm cơ cấu di chuyển đến

K.tra chọn vị trí đến Đ

Quét tìm vị trí lấy vật

Cơ cấu di chuyển đến vị trí cần lấy

Ktr chọn vị trí đến

4.4.1 Cách thiết lập địa chỉ IP Để kết nối PLC với máy tính thì ta phải thiết lập địa chỉ IP

 Vào Network and Sharing Center chọn Change adapter settings nhƣ hình 4.16

Hình 4.13: Thiết lập địa chỉ IP (1)

 Click phải vào Ethernet, chọn Ethernet Properties Sau đó chọn Internet Protocol Version 4 và nhập địa chỉ IP vào nhƣ hình 4.17

Hình 4.14: Thiết lập địa chỉ IP (2) Địa chỉ IP có dạng 192.168.xx.yy, trong đó yy thì chọn giống với PLC, xx bắt buộc chọn khác với PLC

 Sau khi tạo projec Để xem địa chỉ IP của PLC, trong giao diện chính click chuột phải vào PLC chọn Properties, xem trong phần Ethernet addresses nhƣ hình 4.18

Hình 4.15: Thiết lập địa chỉ IP (3)

Thiết kế giao diện wincc

Ta thực hiện theo các bước sau đây :

Bước 1: Vào Devices & Network chọn add new devices như hình 4.19

Hình 4.16: Thiết kế giao diện wincc (1)

Bước 2: Chọn PC systems rồi chọn SIMATIC HMI application chọn wincc RT advanced nhƣ hình 4.20

Hình 4.17: Thiết kế giao diện wincc (2)

Bước 3: Chọn vào mục connections như hình 4.21

Bước 4: Tiến hành xây dựng màn hình wincc như hình 4.22

Hình 4.19: Thiết kế giao diện wincc (4)

Ngày đăng: 22/06/2022, 19:35

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1 Các loại phƣơng tiện bốc xếp hàng hóa hiện nay - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 1 Các loại phƣơng tiện bốc xếp hàng hóa hiện nay (Trang 17)
2.3.1 Cấu hình phần cứng - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
2.3.1 Cấu hình phần cứng (Trang 24)
Hình 2.4 Giao diện vào/ra - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 2.4 Giao diện vào/ra (Trang 26)
Hình 2.7 Kiểu hộp đơn - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 2.7 Kiểu hộp đơn (Trang 27)
Để lập trình ta có thể sử dụng một trong các mô hình sau đây: - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
l ập trình ta có thể sử dụng một trong các mô hình sau đây: (Trang 28)
Bảng 2.1 Một số ký hiệu các rơle nội trong các loại PLC - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Bảng 2.1 Một số ký hiệu các rơle nội trong các loại PLC (Trang 33)
Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống (Trang 37)
Hình 3.2 Mạch động lực - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 3.2 Mạch động lực (Trang 39)
Hình 3.3 Mạch điều khiển - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 3.3 Mạch điều khiển (Trang 40)
3.3 Thi công mô hình - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
3.3 Thi công mô hình (Trang 41)
Hình 3.5 Mô hình tổng thể (2) - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 3.5 Mô hình tổng thể (2) (Trang 42)
Bảng 8: Biến động của Oxy (ppm) qua các đợt thu mẫu ở hệ thống bể sành - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Bảng 8 Biến động của Oxy (ppm) qua các đợt thu mẫu ở hệ thống bể sành (Trang 43)
Hình 3.7 Mô Hình tổng thể (4) - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 3.7 Mô Hình tổng thể (4) (Trang 43)
Hình 4.3 Tạo dự án mới - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 4.3 Tạo dự án mới (Trang 52)
Hình 4.2 Giao diện khởi động TIA Portal - (Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống lưu kho tự động sử dụng s7 1200
Hình 4.2 Giao diện khởi động TIA Portal (Trang 52)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w