LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 - Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.1 - Động kéo băng tải Hình 2.2 - Bộ truyền động cho băng tải Hình 2.3 - Động đóng nắp Hình 2.4 - Van điện từ khí nén 10 Hình 2.5 - Cảm biến quang FS2_60 11 Hình 2.6 - Xilanh khí nén 12 Hình 2.7- Mơ hình hệ thống 13 Hình 3.1- Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A 15 Hình 3.2- Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A 17 Hình 3.3- Bộ nhớ chương trình PIC16F877A 18 Hình 3.4- Sơ đồ nhớ liệu PIC16F877A 19 Hình 3.5 - Sơ đồ chân cổng nối tiếp 27 Hình 3.6- Chức chân cổng COM 28 Hình 3.8 - Kết nối truyền thơng nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay 29 Hình 3.9 - Mạch giao tiếp MAX232 31 Hình 3.10 - Giao diện lập trình cổng COM 35 Hình 3.11 - Sơ đồ đấu chân text cổng COM không cần phần cứng 36 Hình 3.12 - Hộp thoại ToolBox 37 Hình 3.13 - Bổ sung đối tượng MsComm vào VBP 37 Hình 4.1 - Sơ đồ khối hệ thống 41 Hình 4.2 - Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp máy tính 42 Hình 4.3 - Sơ đồ chân IC Max 232 43 Hình 4.4 - Chức chân IC Max 232 43 Hình 4.5 - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển công suất 44 Hình 5.1 - Lưu đồ giải thuật chương trình 46 Hình 5.2 - Lưu đồ giải thuật chương trình khởi động 47 Hình 5.3 - Lưu đồ giải thuật chương trình dừng hệ thống 48 Hình 5.4 - Lưu đồ giải thuật chương trình nhận liệu từ máy tính 49 Hình 5.5 - Một số lỗi kiện sử dụng MSComm 53 Hình 5.6 – Mơ hình hệ thống 54 Hình 5.7 – Bảng điều khiển 54 Hình 5.8 – Board mạch điều khiển 55 SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải MỞ ĐẦU Nền công nghiệp giới đà phát triển ngày cao Trong vấn đề tự động điều khiển đặt lên hàng đầu trình nghên cứu ứng dụng cơng nghệ vào sản xuất Nó địi hỏi khả xử lý, mức độ hồn hảo, xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, để đáp ứng nhu cầu số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Sự xuất máy tính vào năm đầu thập niên 60, hỗ trợ người làm việc tốt nhiều lĩnh vực từ kinh tế, y tế, giáo dục, quốc phòng đến nhiều lĩnh vực khác hàng khơng, vũ trụ Với địi hỏi người, nhà nghiên cứu không dừng lại đó, nhiều thiết bị, phần mềm đời chuyên phục vụ cho ngành cơng nghiệp, tính ưu việt ln nâng cao Xuất phát từ thực tế nhiều điều kiện khách quan khác, nên “MƠ HÌNH DÂY CHUYỀN ĐĨNG NẮP CHAI NƯỚC SUỐI TỰ ĐỘNG” tơi chọn làm đề tài đồ án tốt nghiệp Quá trình thực điều kiện tốt để tôihọc hỏi kinh nghiệm xây dựng mơ hình sản xuất phương pháp lập trình điều khiển hệ thống tự động Dù cố gắng để hoàn thành luận văn thời hạn, không tránh khỏi thiếu sót kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu vừa học hỏi Vì vậy, mong đón nhận ý kiến đóng góp, bảo q thầy cơ, anh chị bạn để luận văn hoàn thiện SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải 1.1 Giới thiệu chung Ngày nay, việc tự động hóa trang thiết bị cơng ty, nhà máy, xí nghiệp ngày phổ biến phát triển Ở đất nước có cường độ làm việc độ xác cao, người khơng thể đảm nhiệm lúc máy móc thay người giám sát người.Vì vậy, việc tự động hóa máy móc với trang thiết bị đại điều cần thiết Bên cạnh việc phát triển phần mềm việc quản lý hệ thống thông dụng ngành công nghiệp, điều khiển dây truyền sản xuất giám sát thơng qua chương trình phần mềm giao diện : Visual Basic, Quick Basic, Turbol C++, Dephil… 1.2 Ý tưởng luận văn Từ thực tế sống công nghiệp người, họ muốn máy móc đảm nhiệm hồn thành tốt cơng việc họ.Trong số đó, cơng ty, sở sản xuất nước khoáng, nước việc làm thủ cơng xúc rữa chai, chiết rót nước vào chai, đóng nắp, dán nhãn thổi màng co phải cần nhiều người, lượng nước không đồng suất không cao, nhiều thời gian.Vì thế, ứng dụng tự động hóa q trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm hạ tối đa giá thành Một phương án hiệu sử dụng rộng rãi thay hệ thống lạc hậu, không hiệu dây chuyền tự động điều khiển tự động máy tính thiết bị chuyên dụng Việc máy móc đảm nhận công việc thay cho người mang lại hiệu cao Qua em chọn đề tài “ Thiết kế thi cơng dây chuyền đóng nắp chai nước suối tự động” dùng vi xử lý để làm luận văn tốt nghiệp 1.3 Mục tiêu giới hạn đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu thiết kế “ Dây chuyền đóng nắp chai nước suối tự động” Sử dụng vi điều khiển Pic 16F877A để viết chương trình điều khiển Tính tốn thiết kế dây chuyền, xây dựng điều khiển, viết chương trình điều khiển giao tiếp hệ thống với máy tính 1.4 Phương pháp thực Dựa vào yêu cầu đề tài, với kiến thức học Mơ hình thực dựa kiến thức học với tham khảo mơ hình khác Mơ hình điều khiển theo luật điều khiển ON-OFF Bộ điều khiển với trung tâm Pic 16F877A Giao diện người dùng thiết kế với phần mềm Visual Basic SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Hệ thống xây dựng theo sơ đồ sau: Hình 1.1 – Sơ đồ khối hệ thống SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Chương THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO PHẦN CƠ KHÍ SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải 2.1 Thiết kế hệ thống Dựa theo yêu cầu đặt, hệ thống thiết kế bao gồm phần sau:  Khung hệ thống: nâng đỡ toàn hệ thống  Một băng tải chính: có nhiệm vụ di chuyển chai theo phương ngang từ vị trí gá nắp vị trí đóng nắp  Một băng tải cuốn: có nhiệm vụ chai xoay vịng, giữ chai không ngã lúc gá nắp  Khay đựng nắp: chứa nắp chai  Bộ phận đóng nắp: bao gồm phận  Bộ phận cản chai: chai tới vi trí đóng nắp cản lại  Bộ phận kẹp chai: giữ chai cố định q trình đóng nắp  Bộ phận đóng nắp: đóng chặt nắp gá chai 2.2 Lựa chọn thiết bị 2.2.1 Động  Động kéo băng tải truyền động Hình 2.1 – Động kéo băng tải Động sử dụng loại động chiều có hộp giảm tốc: nhằm giảm tốc độ tăng moment kéo hệ thống Thông số kỹ thuât: Điện áp : 24VDC Tốc độ: 70 vòng/ phút SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Với tốc độ đưa vào kéo băng tải nhanh Do đó, đưa vào hệ thống động gắn thêm truyền động khác để giảm tốc độ băng tải (rulo kéo băng tải) xuống Hình mơ tả truyền động chọn Hình 2.2 – Bộ truyền động cho băng tải Bộ truyền động với tỷ số truyền 2:1 Tốc độ băng tải qua truyền động khoảng 35-37 vịng/phút  Động đóng nắp: Là động chiều có gắn hộp giảm tốc có moment lớn, tăng lực xoắn q trình vặn chạt nắp chai Hình động đóng nắp mơ hình SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngơ Thanh Hải Hình 2.3 – Động đóng nắp Thơng số kỹ tht: Điện áp : 24VDC Tốc độ: 70 vòng/ phút SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải 2.2.2 Van điện từ khí nén Hình 2.4 – Van điện từ khí nén Thơng tin chi tiết: • • • • • • • • Lưu chất: khí Port size: In=Out=1/4”, Exhaust=1/8” Orifice size: 16mm2 Loại van: port position Áp suất hoạt động: 1.5~8.0 bar Nhiệt độ cho phép: -5~600C Chuẩn bảo vệ: IP65 Khối lượng: 320g Sơ lược cấu tạo:  Van gồm cuộn dây ( với điên áp sử dụng 24VDC) Có tác dụng thay đổi ngõ lưu chất  ngõ vào khí Nối với bình khí  ngõ khí Nối với thiết bị sử dụng xilanh SVTH: Võ Duy Khang 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.1 GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Sơ đồ khối hệ thống Hình 4.1 – Sơ đồ khối hệ thống Chức khối: + Khối mạch giao tiếp máy tính: trao đổi tín hiệu máy tính vi xử lý Các tính hiệu là: tín hiệu start, stop hệ thống, tín hiệu báo hiệu trạng thái hệ thống + Khối mạch vi xử lý: đưa thuật giải điều khiển hệ thống cách gửi tín hiệu mạch cơng xuất Nhận trực tiếp tín hiệu điều khiển từ bảng điều khiển, tín hiệu đọc từ cam biến gián tiếp từ máy tính thơng qua khối giao tiếp + Khối mạch công suất cảm biến: khối chấp hành, nhận tín hiệu từ vi xử lý thực Giám sát trình trả cho vi xử lý thơng qua cảm biến lắp mơ hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý khối 4.2.1 Khối giao tiếp máy tính SVTH: Võ Duy Khang 41 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngơ Thanh Hải Hình 4.2 – Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp máy tính Giao tiếp với máy tính chọn giao tiếp cổng nối tiếp Cổng com DB9 cổng trao đổi liệu vi xử lý Pic 16F877A máy tính Việc chuyển đổi mức từ TTL → 232 ngược lại thông qua IC Max 232 SVTH: Võ Duy Khang 42 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Hình 4.3 – Sơ đồ chân IC Max 232 Pin 10 11 12 13 14 15 16 Description C1+ - Capacitor + terminal V+ C1- - Capacitor - terminal C2+ - Capacitor + terminal C2- - Capacitor - terminal VT2out - Transmitter Output R2in - Receiver Input R2out - Receiver Output T2in - Transmitter Input T1in - Transmitter Input R1out - Receiver Output R1in - Receiver Input T1out - Transmitter Output GND - Ground Vcc - +5V Power Supply Hình 4.4 – Chức chân IC Max 232 SVTH: Võ Duy Khang 43 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.2.2 GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Khối vi xử lý cơng xuất Hình 4.5 – Sơ đồ ngun lý mạch điều khiển công suất Khối mạch với vi xử lý Pic 16F877A làm trung tâm điều khiển relay phần công suất Mạch công suất gồm relay điều khiển động cơ, van cảm biến Mạch công suất gồm relay 5V điều khiển thiết bị, relay 24V nhận tín hiệu cảm biến SVTH: Võ Duy Khang 44 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Chương XÂY DỰNG GIẢI THUẬT SVTH: Võ Duy Khang 45 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.1 GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Lưu dồ giải thuật chương trình Hình 5.1 – Lưu đồ giải thuật chương trình SVTH: Võ Duy Khang 46 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.2 GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Lưu đồ giải thuật chương trình 5.2.1 Khởi động hệ thống Hình 5.2 – Lưu đồ giải thuật chương trình khởi động SVTH: Võ Duy Khang 47 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.2.2 GVHD: Th.S Ngơ Thanh Hải Dừng hệ thống Hình 5.3 – Lưu đồ giải thuật chương trình dừng hệ thống SVTH: Võ Duy Khang 48 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải 5.2.3 Nhận liệu từ máy tính Hình 5.4 – Lưu đồ giải thuật chương trình nhận liệu từ máy tính Máy tính chi gửi tín hiệu Start, Stop hệ thống nhận trạng thái hoạt động hệ thống SVTH: Võ Duy Khang 49 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Chương KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN SVTH: Võ Duy Khang 50 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6.1 GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Kết Kêt đạt sau q trình nghiên cứu thiết kế: − Mơ hình hoạt động tốt nhiên vài khuyết điểm − Qua đề tài giúp cho người thực nắm bắt phần nhiều cách hoạt động hệ thống tự động trông công nghiệp Nắm bắt kỹ thuật lập trình, kỹ thuật vi xử lý… − Tính thực tế mơ hình cao ứng dụng mơ hình vào thực tế 6.2 Hướng phát triển Sau nhìn nhận lại đề tài Đề tài có tính thực tế cao đưa vào hoạt động thực tế gặp nhiều hạn chế như: suất, độ xác… Vì cần phải điều chỉnh lại hệ thống trước đưa vào thực tế Hướng phát triển đề tài tính đến là: − Sử dụng thiết bị cơng nghiệp chế tạo lại hộp đựng nắp hồn chỉnh hơn, hướng tới thiết bị riêng dành cho việc gá nắp − Tăng tốc độ dây chuyền (tăng tốc độ băng tải) − Mở rộng việc đóng nắp Thay lần đóng chai, ta tăng suất lên, lần đóng 3, chai SVTH: Võ Duy Khang 51 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải PHỤ LỤC  Một số lỗi kiện sử dụng MSComm: Lỗi Giá trị Miêu tả comInvalidPropertyValue comSetNotSupported comGetNotSupported comPortOpen 380 383 394 8000 8001 8002 8003 8004 Sai thuộc tính Thuộc tính đọc Thuộc tính đọc Khơng thực cổng mở Gía trị Timeout phải lớn Số cổng không giá trị Thuộc tính có chương trình chạy Thuộc tính đọc chương trình chạy Cổng mở Số nhận dạng thiết bị không phù hợp Vận tốc truyền không phù hợp Số byte đặt không giá tri Thông số mặc định sai Thiết bị sẵn The function cannot allocate the queues Thiết bị không mở Thiết bị mở Could not enable comm notification Không thể đặt trạng thái truyền thông Không thể đạt mặt nạ che Hoạt động thực cổng mở Thiết bị bận Error reading comm device Internal error retrieving device control block for the port Xảy nhận tín hiệu Break Lỗi hệ thống Xảy cổng tự tràn Xảy đệm nhận bi tràn Không comPortInvalid comPortAlreadyOpen comReadError comDCBError 8005 8006 8007 8008 8009 8010 8011 8012 8013 8014 8015 8016 8018 8019 8020 8021 comEventBreak 1001 conEventFrame conEventOverrun conEventRxOver 1004 1006 1008 comNoOpen comSetCommStateFailed comPortNotOpen SVTH: Võ Duy Khang 52 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải comEventRxParity 1009 comEventTxFull 1010 comEventDCB 1011 comEvSend comEvReceive RcomEvCTS comEvDSR comEvCD comEvRing comEvEOF có đủ chỗ cho liệu đệm nhận Lỗi Parity Phần cứng phát lỗi Parity Xảy đệm truyền đầy Bộ đệm truyền đầy liệu lớn vào đệm Một lỗi không mong muốn khôi phục lại khối điêu khiển thiết bị( DCB – Device Control Block) cho cổng Xảy số kí tự đệm truyền nhỏ giá trị SthresHold Xảy đệm nhận số kí tự giá trị RthresHold Sự kiện tạo liên tục bạn dùng thuộc tính Input để lấy hết liệu từ đệm nhận Xảy có thay đổi đường CTS( Clear To Send) Xảy thay đổi đường DSR( Data Set Ready) Sự kiện xảy đường DSR thay đổi từ → Xảy có thay đổi đường CD( Carrier Detect) Phát chuông (Ring).Một số UART không hỗ trợ kiện Xảy nhận kí tự kết thúc file ( kí tự 26 bảng mã ASCII) Hình 5.5 - Một số lỗi kiện sử dụng MSComm SVTH: Võ Duy Khang 53 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải  Một vài hình ảnh hệ thống: Hình 5.6 – Mơ hình hệ thống Hình 5.7 – Bảng điều khiển SVTH: Võ Duy Khang 54 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngơ Thanh Hải Hình 5.8 – Board mạch điều khiển  Tài liệu tham khảo: − Giáo trình Visual Basic -FPT Software Solution − Lập trình CCS – Trần Xuân Trường − Tổng quan PIC 16F877 − Và số tài liệu khác… SVTH: Võ Duy Khang 55 ... thầy cô, anh chị bạn để luận văn hoàn thiện SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh... phần mềm Visual Basic SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngô Thanh Hải Hệ thống xây dựng theo sơ đồ sau: Hình 1.1 – Sơ đồ khối hệ thống SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD:... đóng nắp mơ hình SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Ngơ Thanh Hải Hình 2.3 – Động đóng nắp Thông số kỹ thuât: Điện áp : 24VDC Tốc độ: 70 vòng/ phút SVTH: Võ Duy Khang LUẬN VĂN TỐT