intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đồ án tốt nghiệp: Dây chuyền chiết rót đóng nắm và gián nhãn chai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

40
lượt xem
14
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Dây chuyền chiết rót đóng nắm và gián nhãn chai" tìm hiểu các kiến thức về lập trình PLC Siemens S7-200; kiến thức về phần mềm Simatic Step 7; thiết kế phần cứng bằng phương pháp tối ưu nhất. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Dây chuyền chiết rót đóng nắm và gián nhãn chai

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮM VÀ GIÁN NHÃN CHAI Ngành: Cơ Điện - Tử Chuyên ngành: Điều Khiển và Tự Động Hóa Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên thực hiện : Nguyễn Lê Xuân Phong MSSV : 131150102 Lớp : 13DTD02 TP. Hồ Chí Minh, 2017-2018
  2. Đồ án tốt nghiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập-Tự Do-Hạnh Phúc ĐƠN CAM KẾT Kính gửi: Ban chủ nhiệm Khoa Cơ-Điện-Điện Tử Tên đề tài : Mô hình chiết rót đóng chai gián nhãn Giảng viên hƣớng dẫn: Thầy Nguyễn Vạn Quốc Em tên là: Nguyễn Lê Xuân Phong ĐT: 01648875969 MSSV: 1311050102 Lớp: 13DTD02 Ngành: Điều Khiển Tự Động Hóa Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN):…/…./2017 Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2017 Ký tên i
  3. Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy cô và ban giám hiệu Trƣờng Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã tạo cho em có một môi trƣờng học tập và rèn luyện vô cùng bổ ích. Bƣớc vào một môi trƣờng hoàn toàn mới sau ba năm học phổ thông em còn rất bỡ ngỡ nhƣng đƣợc sự dìu dắt và chỉ dạy của thầy cô em đã không ngừng nỗ lực và phấn đấu trong suốt bốn năm học tại trƣờng và đạt đƣợc kết quả nhƣ ngày hôm nay. Tiếp theo, em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong Khoa Cơ – Điện – Điện Tử, đặc biệt là TS …. ngƣời đã tận tình chỉ dạy và hƣớng dẫn em trong suốt thời gian em thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến các bậc phụ huynh đã hỗ trợ và động viên em trong những lúc khó khăn, từ đó em đã cố gắng vƣợt qua những khó khăn và đạt đƣợc thành công nhƣ hôm nay. ii
  4. Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ iii
  5. Đồ án tốt nghiệp NHẬN XET CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ iv
  6. Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ v
  7. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Trang 1. CHƢƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................... 1 1.1. Giới thiệu đề tài .................................................................................. 1 1.2. Mục đích cần đạt đƣợc sau khi hoàn thiện đề tài ............................ 1 CHƢƠNG 2: T NG QUAN VỀ PLC S7-200 ................................................................ 2 2.1. Giới thiệu .............................................................................................................. 2 2.2. Quá trình phát triển của kĩ thuật điều khiển.......................................................... 2 2.2.1. Hệ thống điều khiển là gì? ..................................................................... 2 2.2.2. Hệ thống điều khiển dùng rơ le điện ..................................................... 2 2.2.3. Hệ thống điều khiển PLC ...................................................................... 3 2.2.4. Điều khiển dùng PLC ............................................................................ 3 2.2.4.1. Các khối chức năng .................................................................... 3 2.2.4.2. Các chủng loại PLC.................................................................... 5 2.2.4.3. Ƣu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC ................................ 6 2.2.4.4. Hạn chế ....................................................................................... 6 2.2.4.5. Các ứng dụng của PLC ............................................................... 6 2.3. Cấu trúc phần cứng PLC S7 200........................................................................... 7 2.3.1. Các thành phần CPU ............................................................................. 8 2.3.4.1. Đặc điểm của CPU 214 .............................................................. 8 2.3.4.2. Các đèn báo trên PLC................................................................. 9 2.3.4.3. Công tắc chọn chế độ làm việc.................................................. 9 2.3.2. Kết nối điều khiển ................................................................................ 9 2.3.3. Truyền thông giữa PC và PLC ............................................................ 16 2.3.4. Hiểu và sử dụng Logic Ladder trong PLC .......................................... 18 vi
  8. Đồ án tốt nghiệp 2.3.5. Sử dụng bảng symbols ........................................................................ 18 2.3.6. Khối kết nối terminal ........................................................................... 19 2.3.7. Cấu trúc bộ nhớ ................................................................................... 19 2.3.4.1. Hệ thống số............................................................................... 19 2.3.4.2. Các khái niệm xử lí thông tin ................................................... 21 2.3.4.3. Phân chia bộ nhớ ...................................................................... 21 2.3.4.4. Các phƣơng thức truy nhập ...................................................... 23 2.3.4.5. Mở rộng Vào / Ra ..................................................................... 23 2.4. Nguyên lí hoạt động của PLC ............................................................................. 24 2.4.1. Cấu trúc chƣơng trình .......................................................................... 24 2.4.2. Thực hiện chƣơng trình ....................................................................... 25 2.4.3. Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC............................... 25 2.4.4. Ngôn ngữ lập trình............................................................................... 26 CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SIMATIC STEP 7 ...................................... 28 3.1. Giới thiệu phần mềm Simatic Step 7 .................................................................. 28 3.1.1. Sơ lƣợc về phần mềm Simatic Step 7.................................................. 28 3.1.2. Chức năng của phần mềm Simatic Step 7 ........................................... 28 3.2. Tập lệnh lập trình PLC S7 200 ........................................................................... 28 3.2.1. Big Logic (Các lệnh tiếp điểm) ........................................................... 28 3.2.2. Tiếp điểm thƣờng đóng ....................................................................... 29 3.2.3. Lệnh Out .............................................................................................. 30 3.2.4. Lệnh Set ............................................................................................... 31 3.2.5. Lệnh Reset ........................................................................................... 32 3.2.6. Tiếp điểm phát hiện cạnh lên .............................................................. 33 3.2.7. Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống ......................................................... 33 3.2.8. Một số tiếp điểm đặc biệt .................................................................... 34 3.2.9. Bộ định thời gian_Timer ..................................................................... 35 vii
  9. Đồ án tốt nghiệp 3.2.9.1. TON .......................................................................................... 35 3.2.9.2. TONR ....................................................................................... 36 3.2.10. Bộ đếm Counter.................................................................................. 37 3.2.10.1. CTU .......................................................................................... 37 3.2.10.2. CTUD ....................................................................................... 38 3.2.11. Hàm di chuyển dữ liệu_MOV ............................................................ 39 3.2.12. Lệnh chuyển đổi_Convert .................................................................. 40 CHƢƠNG 4: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾT NƢỚC ĐÓNG NẮP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT .......................................... 42 Giới thiệu quy trình công nghệ ....................................................................... 42 4.1. Yêu cầu công nghệ .............................................................................................. 42 4.2. Các thiết bị sử dụng trong mô hình ..................................................................... 43 4.2.1. Băng tải ................................................................................................ 43 4.2.2. Động cơ DC ......................................................................................... 44 4.2.3. Cảm biến quang điện ........................................................................... 47 4.2.4. Cảm biến tiệm cận dùng Balluff-BCS018-PS-1-C-S4 ........................ 48 4.2.5. Rơ le trung gian ................................................................................... 50 4.2.6. Nút nhấn .............................................................................................. 51 4.2.7. Các phần tử khí nén ............................................................................. 52 4.3. Thi công mô hình và thiết kế sơ đồ đấu dây hệ thống ........................................ 57 4.3.1. Thi công mô hình ................................................................................ 57 4.3.2. Thiết kế sơ đồ đấu dây hệ thống .......................................................... 59 4.4. Lập trình điều khiển hệ thống Simatic Step 7 cho PLC S7 200 ......................... 61 4.4.1. Nguyên lí hoạt động của hệ thống ....................................................... 61 4.4.2. Lƣu đồ thuật toán................................................................................. 61 4.4.3. Phân công Vào / Ra và lập bảng kí hiệu ............................................. 63 CHƢƠNG 5: T NG KẾT VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.................................. 69 viii
  10. Đồ án tốt nghiệp 5.1. Tổng kết ............................................................................................................. 69 5.2. Hạn chế của đề tài .............................................................................................. 69 5.3. Hƣớng dẫn phát triển ......................................................................................... 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 70 ix
  11. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Báng 2.1: ............................................................................. 20 Báng 2.2: ..................................................... 25 Báng 4.1: .................................................... 40 x
  12. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1: .................................................................................................. 3 Hình 2.2: ....................................................................................... 9 Hình 2.3: ............................................................................ 16 Hình 2.4: .................................................................................... 17 Hình 4.1: ............................................................... 44 Hình 4.2: ............................................................... 45 Hình 4.3: ....................................................... 47 Hình 4.4: ............................................................ 48 Hình 4.5: ........................................................................... 49 Hình 4.6: ................................... 50 Hình 4.7: ...................................................................... 51 Hình 4.8: ................................................................................................... 52 Hình 4.9: ......................................................................................... 53 Hình 4.10: .............................................................................. 54 Hình 4.11: .............................................................................. 55 Hình 4.12: ......................................... 55 Hình 4.13: .................................................. 56 Hình 4.14: ............................................................................. 56 Hình 4.15: ............................................................................................. 57 xi
  13. Đồ án tốt nghiệp Hình 4.16: ..................................................................... 57 Hình 4.17: .......................................................... 58 Hình 4.18: .................................................................... 59 Hình 4.19: ............................. 60 Hình 4.20: ..................................................................................... 62 xii
  14. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Giới thiệu đề tài Có thể thấy các sản phẩm tiêu dùng hiện nay phần lớn đƣợc chứa đựng trong các bao bì dạng chai lọ nhất là trong ngành thực phẩm ví dụ nhƣ: bia, rƣợu, nƣớc giải khát, hóa mỹ phẩm, v.v…, với nhiều ƣu điểm nổi trội nhƣ giá thành hạ, cứng cáp, tính thẩm mỹ cao, dễ sản xuất. Cũng chính vì lý do này mà nhóm em đã thống nhất và đi đến quyết định chọn đề tài “Điều khiển và giám sát hệ thống chiết rót đóng nắp chai”. 1.2. Mục đích cần đạt đƣợc sau khi hoàn thiện đề tài Đối với đề tài: - Kiến thức về lập trình PLC Siemens S7-200. - Kiến thức về phần mềm Simatic Step 7. - Thiết kế phần cứng bằng phƣơng pháp tối ƣu nhất. Đối với cá nhân - Với bản thân ngƣời thực hiện đề tài, đây là cơ hội tốt để có thể tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu đƣợc với những vấn đề mình chƣa biết, chƣa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân những kiến thức bổ ích cần thiết để sau này có thể ứng dụng vào thực tế. - Kĩ năng làm việc theo nhóm, khả năng tìm tòi, học hỏi, phát huy năng lực ƣu điểm của bản thân. 1
  15. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200 2.1. Giới thiệu Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đƣợc sáng tạo từ những ý tƣởng ban đầu của một nhóm kỹ sƣ thuộc hãng General Motor vào năm 1968. Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình đƣợc sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp của nƣớc ta nhƣ là 1 giải pháp lý tƣởng cho việc tự động hóa các quá trình sản xuất. Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay, bộ điều khiển lập trình đạt đƣợc những ƣu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp. Nhƣ vậy, PLC là 1 máy tính thu nhỏ nhƣng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao và khả năng lập trình logic mạnh. PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự động hóa. 2.2. Quá trình phát triển của kĩ thuật điều khiển: 2.2.1. Hệ thống điều khiển là gì? Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử. Nó dùng để vận hành một quá trình một cách ổn định, chính xác và thông suốt. 2.2.2. Hệ thống điều khiển dùng rơle điện Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60 và 70, những máy móc tự động đƣợc điều khiển bằng những rơle điện từ nhƣ các bộ định thời, tiếp điểm, bộ đếm, relay điện từ. Những thiết bị này đƣợc liên kết với nhau để trở thành một hệ thống hoàn chỉnh bằng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bên trong panel điện ( tủ điều khiển). Nhƣ vậy, với 1 hệ thống có nhiều trạm làm việc và nhiều tín hiệu vào/ra thì tủ điều khiển rất lớn. Điều đó dẫn đến hệ thống cồng kềnh, sửa chữa khi hƣ hỏng rất phức tạp và khó 2
  16. Đồ án tốt nghiệp khăn. Hơn nữa, các rơle tiếp điểm nếu có sự thay đổi yêu cầu điều khiển thì bắt buộc thiết kế lại từ đầu. 2.2.3. Hệ thống điều khiển dùng PLC Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện. Những năm 80, ngƣời ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tinh cậy, ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trƣờng công nghiệp khắc nghiệt đem lại hiệu quả kinh tế cao. Đó là bộ điều khiển lập trình đƣợc chuẩn hóa theo ngôn ngữ Anh Quốc là Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC). 2.2.4. Điều khiển dùng PLC Hình 2.1: PLC S7 200 2.2.4.1. Các khối chức năng Một PLC có khối Module Input, khối CPU(Central Processing Unit) và khối Module Output. Khối Module Input có chức năng thu nhận các dữ liệu digital, analog và chuyển thành các tín hiệu cấp vào CPU. Khối CPU quyết định và thực hiện chƣơng trình điều khiển thông qua chƣơng trình 3
  17. Đồ án tốt nghiệp chứa trong bộ nhớ. Khối Module Output chuyển các tín hiệu điều khiển từ CPU thành dữ liệu analog, digital thực hiện điều khiển các đối tƣợng. Ví dụ: điều khiển động cơ theo sơ đồ bên dƣới: Điều khiển bằng Rơle điện: 4
  18. Đồ án tốt nghiệp Điều khiển bằng PLC: 2.2.4.2. Các chủng loại PLC Hiện nay, một số PLC đƣợc sử dụng trên thị trƣờng Việt Nam: - Mỹ:Allen Bradley, General Electric, Square D, Texas Instruments, Cutter Hammer,... - Đức: Siemens, Boost, Festo... - Hàn Quốc: LG - Nhật: Mitsubishi, Omron, Panasonci, Fanuc, Mashushita, Fuzi,Koyo,... Và nhiều chủng loại khác. Các sản phẩm nhƣ: Logo!, Easy, Zen, ... cũng đƣợc chế tạo ra để đáp ứng những yêu cầu điều khiển đơn giản. 5
  19. Đồ án tốt nghiệp 2.2.4.3. Ƣu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC - Điều khiển linh hoạt, đa dạng. - Lƣợng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh. - Tiến hành thay đổi và sửa chữa - Độ ổn định, độ tin cậy cao. - Lắp đặt đơn giản. - Kích thƣớc nhỏ gọn. - Có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống. 2.2.4.4. Hạn chế - Giá thành (tùy theo yêu cầu máy). - Cần một chuyên viên để thiết kế chƣơng trình cho PLC hoạt động. - Các yêu cầu cố định, đơn giản thì không cần dùng PLC. - PLC sẽ bị ảnh hƣởng khi hoạt động cao, độ rung mạnh. 2.2.4.5. Các ứng dụng của PLC - Điều khiển các quá trình sản xuất: giấy, ximăng, nƣớc giải khát, linh kiện điện tử, xe hơi, bao bì, đóng gói,... - Rửa xe ôtô tự động. - Thiết bị khai thác. - Giám sát hệ thống, an toàn nhà xƣởng. - Hệ thống báo động. - Điều khiển thang máy. - Điều khiển động cơ. - Chiếu sáng. 6
  20. Đồ án tốt nghiệp - Cửa tự động - Bơm nƣớc. - Tƣới cây. - Báo giờ trƣờng học, công sở,... - Máy cắt sản phẩm, vô chai,... - Và còn nhiều hệ thống điều khiển tự động khác. 2.3. Cấu trúc phần cứng PLC S7 200 PLC là bộ điều khiển lập trình và đƣợc xem là máy tính công nghiệp. Do công nghệ ngày càng cao vì vậy lập trình PLC cũng ngày càng thay đổi, chủ yếu là sự thay đổi về cấu hình hệ thống mà quan trọng là bộ xử lý trung tâm (CPU). Sự thay đổi này nhằm cải thiện 1 số tính năng, số lệnh, bộ nhớ, số đầu vào/ ra(I/O), tốc độ quét, ... vì vậy xuất hiện rất nhiều loại PLC. PLC của Siemens hiện có các loại sau: S7- 200, S7- 300, S7- 400. Riêng S7- 200 có các loại CPU sau: CPU 210, CPU 214, CPU 221, CPU 222,CPU 224, CPU 226, .... Mới nhất có CPU 224 xp, CPU 226 xp có tích hợp analog. Trong tài liệu này trình bày cấu trúc chung họ S7 – 200, CPU 224. 7
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2