Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 1
MỤC LỤC
MỤC LỤC ......................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1: ...................................................................................................... 6
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT .................................. 6
1.1 Trạm phân phối gia công ........................................................................ 6
1.1.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm phân phối gia công .................. 6
1.1.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................... 6
1.2 Trạm kiểm tra sản phẩm ......................................................................... 7
1.2.1 Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm kiểm tra sản phẩm .............. 7
1.2.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................... 8
1.3 Trạm xử lý gia công phôi ....................................................................... 8
1.3.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm xử lý gia công phôi ................. 8
1.3.2 Kết cấu thiết bị bao gồm : .............................................................. 9
1.4 Trạm Rôbôt 5 bậc tự do Scara .............................................................. 10
1.4.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot 5 bậc tự do Scara ........ 10
1.4.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................. 10
1.5 Trạm lắp ráp sản phẩm ......................................................................... 11
1.5.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lắp ráp sản phẩm ................... 11
1.5.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................. 11
1.6 Trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển sản phẩm ............................... 12
1.6.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot cánh tay khí nén di
chuyển vật ................................................................................................ 12
1.6.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................. 12
1.7 Trạm lƣu kho sản phẩm ........................................................................ 13
1.7.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lƣu kho sản phẩm .................. 13
1.7.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................. 13
1.8 Trạm điều khiển và giám sát trung tâm ................................................ 14
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 2
1.8.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm điều khiển và giám sát trung tâm
.................................................................................................... 14
1.8.2 Kết cấu thiết bị bao gồm: ............................................................. 15
1.8.3 Bộ điều khiển PLC S7 300 điều khiển các trạm qua mạng
PROFIBUS-DP ......................................................................................... 15
1.8.4 Màn hình giao tiếp Ngƣời – Máy TP 177A và giao diện điều khiển
giám sát ................................................................................................... 16
CHƢƠNG 2: .................................................................................................... 17
THIẾT LẬP MẠNG PROFIBUS-DP, XÂY DỰNG LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN
VÀ VIẾT CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN.................................................... 17
2.1. Cấu hình mạng PROFIBUS-DP với phần mềm STEP 7 ........................ 17
2.1. Chƣơng trình điều khiển trạm Master (PLC S7 300) .............................. 26
2.2 Chƣơng trình điều khiển trạm Slave (PLC S7 200) ............................... 36
2.2.1 Trạm phân phối vật gia công ............................................................. 36
2.2.2 Trạm kiểm tra sản phẩm ................................................................... 45
2.2.3 Trạm xử lý gia công .......................................................................... 58
2.2.4 Trạm Robot 5 bậc tự do .................................................................... 66
2.2.5 Trạm lắp ráp sản phẩm...................................................................... 71
2.2.6 Trạm Robot cánh tay khí nén ............................................................ 78
2.2.7 Trạm lƣu kho sản phẩm .................................................................... 84
CHƢƠNG 3 : ................................................................................................... 94
THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM
WINCC V7.0 ................................................................................................... 94
4.1. Khởi tạo Project và cấu hình trong WinCC ............................................ 94
4.2. Kết nối biến của PLC trong WinCC....................................................... 97
4.2.1 Kết nối các biến của PLC S7 300 với WinCC ................................... 97
4.2.2 Kết nối các biến của PLC S7 200 với WinCC ................................. 100
4.2.3 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát cho WinCC ......................... 103
KẾT LUẬN .................................................................................................... 109
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 111
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 112
PHỤ LỤC 1: .................................................................................................. 112
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG DÂY CHUYỀN SẢN
XUẤT ............................................................................................................ 112
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển PLC...................................... 112
1.2. Thiết Bị Điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 – 300 ........................ 114
1.3. Thiết Bị Điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 – 200 ........................ 134
1.4. Module truyền thông PROFIBUS EM 277 và module mở rộng vào/ra số
EM 223 ...................................................................................................... 147
1.5. Một số thiết bị điều khiển khác trong dây chuyền ................................ 148
PHỤ LỤC 2: .................................................................................................. 151
GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP VÀ LẬP
TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC TRẠM QUA MẠNG TRUYỀN
THÔNG PROFIBUS ...................................................................................... 151
PHỤ LỤC 3: .................................................................................................. 155
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC V7.0 .................................. 155
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 4
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền sản xuất hiện đại việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng
một vai trò hết sức quan trọng. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động
hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loại nhỏ và hàng loại vừa trên cơ sở sử dụng
các máy CNC, các Rôbốt công nghiệp để điều khiển các đối tƣợng lao động, các đồ gá
và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển, tích trữ phôi với mục đích tối ƣu hóa quá
trình công nghệ và quá trình sản xuất.
Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản
phẩm mới. Nhƣ vậy, nó rất thích hợp không chỉ cho sản xuất hàng khối, hàng loại lớn
mà còn cho sản xuất hàng loại vừa và hàng loại nhỏ, thậm chí cả sản xuất đơn chiếc.
Tuy nhiên phân tích FMS trong điều kiện sản xuất đơn chiếc cho thấy sự không
ăn khớp giữa năng suất của FMS và phƣơng pháp chuẩn bị sản xuất bằng tay. Cũng do
việc sữ dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hóa mà quá trình chuẩn bị sản xuất
kéo dài.
Sự nối kết các hệ thống tự động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ
giúp của mạng máy tính nội bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế,
các nhà công nghệ và các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cáo năng suất và chất
lƣợng sản phẩm. Các hệ thống sản xuất nhƣ vậy đƣợc gọi là hệ thống sản xuất tích hợp
có sự trợ giúp của máy tính.
Hiện nay ở nƣớc ta nghiên cứu về FMS mới chỉ đƣợc bắt đầu tài liệu về lĩnh vực
này bằng tiếng Việt hầu nhƣ chƣa có. Các hệ thống FMS và mô hình mới chỉ đƣợc
trang bị ở một số trƣờng ĐH. Trong tƣơng lai các hệ thống này tiếp tục đƣợc đầu tƣ ở
nhiều các cơ sở đào tạo khác trên cả nƣớc. Song song với cơ sở hiện đại là việc rất cần
có giáo trình giảng dạy.
Bằng vốn kiến thức hiểu biết và đƣợc sự hƣớng dẫn tần tình của thầy Thái Hữu
Nguyên và thầy Nguyễn Khắc Tuấn cùng các cô, thầy trong khoa đã giúp em tìm
hiểu và nghiên cứu về để tài.
Với đề tài „„Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát trên nền WinCC sử dụng
mạng Profibus” sử dụng bộ PLC S7-300 và PLC S7-200 của siemens liên hệ với nhau
qua mạng truyền thông PROFIBUS mà em trình bày trong đồ án tốt nghiệp này, em hy
vọng sẽ đóng góp một phần nhỏ bé vào quá trình tìm hiểu công nghệ sản xuất.
Trong quá trình làm đồ án còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho
vấn đề này đang rất ít và hạn hẹp, nhƣng đƣợc sự hƣớng dẫn của thầy Thái Hữu
Nguyên và toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Điện đã hƣớng dẫn và giúp đỡ em
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 5
trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã rất cố gắng nhƣng về thời gian và khả
năng của em còn có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp
ý kiến bổ sung của các thầy, cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn !
Vinh, ngày … tháng … năm 2012.
Sinh viên thực hiện
Phan Thanh Tuyên