Luận văn:Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bàn thực hành PLC, phục vụ đào tạo

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

99
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bảng hộp gắn thiết bị có chốt, có in mặt máy: 800x 420mm PLC SIMATIC S7-200: CPU-224 8 Out Digital Module: EM-222 4-In/1-Out Analog Module: EM-235 Cáp PC-PPI/RS485: PPI-PC Bộ nguồn cho thiết bị Bộ nút nhấn, công tắc, đồng hồ, dây TN,,… Khung chuẩn: 800x 420mm Khởi động kiểu chuyển đổi sao – t

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bàn thực hành PLC, phục vụ đào tạo

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG TRƯƠNG VŨ HÀ Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. NGUY N VĂN Y N Ph n bi n 1: TS. Lê Cung NGHIÊN C U THI T K , CH T O BÀN TH C HÀNH PLC, PH C V ĐÀO T O Ph n bi n 2: PGS.TS. Tăng Huy Chuyên ngành: Công ngh ch t o máy Mã s : 60.52.04 Lu n văn ñã ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t ngh p Th c sĩ K thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 03 tháng 12 năm 2011 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng Đà N ng - Năm 2011 - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng
3 4 Xu t phát nh ng nhu c u như v y, ngư i nghiên c u ñ xu t M Đ U ñ tài: “ Nghiên c u thi t k , ch t o bàn th c hành PLC, ph c 1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI v ñào t o ”. M t trong nh ng thành t u quan tr ng nh t c a ti n b khoa 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U h c k thu t là t ñ ng hóa s n xu t. Nó cho phép nâng cao ñ chính - Nghiên c u t o ra các thi t b th c hành PLC ñáp ng yêu xác gia công, ñ ng th i cũng rút ng n ñư c th i gian s n xu t, gi m c u ñào t o trong các trư ng k thu t, có giá thành r phù h p v i s c lao ñ ng tăng cao năng su t và an toàn lao ñ ng, mang l i hi u ñi u ki n kinh t c a các trư ng t i Vi t Nam. qu kinh t . Chính vì v y, hi n nay nư c ta và nhi u nư c trên th - Ch t o m t bàn th c hành PLC ñ ch ng minh k t qu gi i ñã và ñang ng d ng r ng rãi các dây chuy n s n xu t t ñ ng c a b ng thi t k vào h u h t các lĩnh v c s n xu t. Do v y, ñ ñáp ng yêu c u c a xã 3. PH M VI, Đ I TƯ NG VÀ N I DUNG NGHIÊN C U h i c n có nhi u cán b có chuyên môn v ñi u khi n t ñ ng, nhi u + Ph m vi nghiên c u: Nghiên c u ñi u khi n các cơ c u trư ng h c ñã và ñang gi ng d y lý thuy t ñi u khi n t ñ ng cho ch p hành b ng PLC sinhh viên ngành k thu t và áp d ng nhi u mô hình ñi u khi n t + Đ i tư ng nghiên c u: Các ph n t ñi u khi n, các môñun ñ ng vào d y h c. ñi u khi n và l p trình ñi u khi n. Th c t cho th y các dây chuy n s n xu t t ñ ng cũng như + N i dung nghiên c u: trong các máy gia công CNC ñ u có các cơ c u ch p hành mà chúng - Nghiên c u t ng th các ph n t ñi u khi n. ñư c ñi u khi n và giám sát thông qua b PLC vì tính linh ho t c a - Nghiên c u c u t o b PLC và các môñun tương ng. nó, d l p ñ t và b o trì, b n và d l p trình. Vì v y, áp d ng thi t b - Nghiên c u phương pháp l p trình và k t n i các thi t b . l p trình ñi u khi n PLC trong vi c ñi u khi n t ñ ng các quá trình - Xác ñ nh hàm ñi u khi n cho t ng ph n t . ngày càng tr nên ph bi n. Do ñó, vi c trang b bàn th c hành PLC - L p trình ñi u khi n. v i các mô hình và bài t p th c hành t cơ b n ñ n nâng cao ñ ñào - Thi t k , ch t o m t bàn th c hành ñi u khi n. t o sinh viên trong các trư ng cao ñ ng và ñ i h c là m t nhu c u 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U b c thi t. Đ tài nghiên c u ñư c th c hi n theo phương pháp k t h p Hi n nay, m t s trư ng có trang b m t s b PLC nhưng gi a lý thuy t và th c ti n. vi c khai thác và gi ng d y chưa có hi u qu do chưa có bàn th c + V lý thuy t: hành PLC ñ k t n i PLC v i các ph n t ñi u khi n và cơ c u ch p - T ng h p các tài li u. hành nhanh chóng, nguyên nhân do giá thành thi t b khá ñ t. - Tính toán và xác ñ nh các hàm truy n.
5 6 - Nghiên c u ngôn ng l p trình PLC và các ph n m m h CHƯƠNG 1 tr khác. T NG QUAN TÀI LI U + V th c ti n: 1.1. T ng quát v ñi u khi n - Tìm hi u các cơ c u ch p hành, ph n t ñi u khi n trên các Trong ng d ng các công ngh khoa h c vào s n xu t công dây chuy n t ñ ng. nghi p, m c tiêu tăng năng su t lao ñ ng ñư c gi i quy t b ng con - Tìm hi u các ch ng lo i bàn th c hành PLC trên th trư ng. ñư ng tăng m c ñ t ñ ng hoá các quá trình. Nh ng h th ng ñi u - Th c nghi m t ng bư c k t qu các quá trình tính toán và khi n này có th ñi u khi n quá trình s n xu t v i ñ tin c y cao, n l p trình. ñ nh mà không c n s tác ñ ng nhi u c a ngư i v n hành. Trong k 5. Ý NGHĨA TH C TI N thu t t ñ ng ñi u khi n, các b ñi u khi n chia làm 2 lo i: ng d ng k t qu vào vi c thi t k các dây chuy n s n xu t - Đi u khi n n i c ng t ñ ng. Ch t o thi t b th c hành PLC nâng cao k năng l p trình - Đi u khi n logic kh trình (PLC) và l p ráp cho sinh viên. M t h th ng ñi u khi n b t kỳ ñư c t o thành t các thành ph n: 6. D KI N K T QU Đ T ĐƯ C - Kh i vào - Vi t ñư c tài li u v l p trình và l p ghép các ph n t ñi u - Kh i x lý – ñi u khi n khi n trên b l p trình PLC. - Kh i ra - Làm bàn th c hành PLC ph c v gi ng d y và ñào t o ngh + Kh i vào: Đ chuy n ñ i các ñ i lư ng v t lý thành các tín hi u t i các trư ng k thu t và d y ngh ñi n, các b chuy n ñ i có th là các nút nh n, c m bi n, ñi n tr ño 7. K T C U C A Đ TÀI s c căng.v.v.. Ngoài ph n m ñ u, k t lu n và danh m c tài li u tham kh o, + Kh i x lý: Kh i này thay th ngư i v n hành th c hi n các thao lu n văn có 5 chương. tác ñ m b o quá trình ho t ñ ng. T thông tin tín hi u kh i vào h Chương 1: T ng quan tài li u th ng ñi u khi n ph i t o ra ñư c nh ng tín hi u ra c n thi t ñ ñáp Chương 2 : Lý thuy t cơ s ng yêu c u ñi u khi n ñã xác ñ nh trong ph n x lý. Tín hi u ñi u Chương 3: Các ph n t ñi u khi n, b ñi u khi n PLC và khi n ñư c th c hi n theo 2 cách: phương pháp l p trình - Dùng m ch ñi n n i k t c ng Chương 4: Tính toán, thi t k bàn th c hành PLC - Dùng chương trình ñi u khi n Chương 5: Ch t o bàn th c hành PLC và biên so n bài th c +Kh i ra: hành. Tín hi u ra là k t qu c a quá trình x lý c a h th ng ñi u khi n. Các tín hi u này ñư c s d ng ñ t o ra nh ng ho t ñ ng ñáp
7 8 ng cho các thi t b ngõ ra. - T ñ ng hoá các h th ng d ch v : tr m xăng, tr m r a xe 1.2. Đi u khi n n i c ng và ñi u khi n l p trình ôtô, máy bơm nư c, máy bán nư c t ñ ng…v.v Trong các b ñi u khi n n i c ng, các thành ph n chuy n - T ñ ng hoá các máy công c : lò s y, xi m …v.v m ch như các rơ le, contactor, các công t c, ñèn báo, ñ ng 1.5. Yêu c u và th c tr ng v vi c d y, th c hành ñi u khi n t cơ,v.v…ñư c n i c ñ nh v i nhau. Khi mu n thay ñ i l i h th ng ñ ng t i các trư ng k thu t, d y ngh thì ph i n i dây l i cho h th ng ñi u khi n nên ñ i v i h th ng Đ x ng ñáng là m t k sư CNĐKTĐ sau khi t t nghi p ph c t p thì vi c làm này ñòi h i t n nhi u th i gian, chi phí nên hi u trong th i gian h c t p t i trư ng các sinh viên Công ngh ñi u khi n qu ñem l i không cao. t ñ ng c n ph i v ng các ki n th c lý thuy t thu c ñi u khi n t B ñi u khi n logic kh trình PLC (Programable Logic ñ ng, th c hành t t các môn h c Controller) là lo i thi t b cho phép th c hi n linh ho t các thu t toán Tuy nhiên, Vi t Nam, theo các chuyên gia, ngành T ñ ng ñi u khi n thông qua các ngôn ng l p trình. V i chương trình ñi u hóa nhi u năm qua ñã không phát tri n ñúng t m n i lo l n nh t hi n khi n c a PLC ñã t o cho nó tr thành m t b ñi u khi n s nh g n, nay c a ngành T ñ ng hóa Vi t Nam là ngu n nhân l c v a thi u l i d dàng thay ñ i thu t toán, các s li u và trao ñ i thông tin v i môi v a y u c “th y” l n “th ” ñ u y u k năng ng d ng th c t . M t trư ng xung quanh. v n ñ n a là thi t b th c hành c a các trư ng quá cũ và l c h u so 1.3. So sánh PLC v i các thi t b ñi u khi n thông thư ng khác v i th c t , th i gian th c hành c a sinh viên, h c viên quá ít. Hi n nay, các h th ng ñi u khi n b ng PLC ñang d n d n Trư c yêu c u và th c tr ng ngành T ñ ng hóa như v y, thay th cho các h th ng ñi u khi n b ng Relay, Contactor thông m t s trư ng ñ i h c t m c c a Vi t Nam ñã b t ñ u mua s m, ch thư ng t o và trang b nhi u phòng thí nghi m th c hành. PLCcó kh năng thêm vào hay thay ñ i các l nh tùy theo yêu c u c a công ngh . Khi ñó ta ch c n thay ñ i chương trình c a nó, CHƯƠNG 2 ñi u này nói lên tính năng ñi u khi n khá linh ñ ng c a PLC. LÝ THUY T CƠ S 1.4. Các ng d ng c a PLC trong th c t 2.1. Khái ni m v logic tr ng thái Do nh ng ñ c ñi m n i b t c a PLC trong ñi u khi n, nên + Trong k thu t, ñ c bi t k thu t ñi u khi n có khái ni m ngày nay nó ñư c s d ng r t r ng rãi trong các gi i pháp t ñ ng v logic hai tr ng thái ñ i l p: ñóng /c t; b t /t t; start /stop… hoá trong công nghi p r t nhi u lãnh v c: + Cơ s ñ tính toán các tr ng thái này là ñ i s logic hay - Đi u khi n thang máy, thi t b nâng, h hàng. còn g i là ñ i s Boole - Đi u khi n các quy trình s n xu t: ñóng gói bao bì, xi 2.2. Đ nh lý - tính ch t - h s cơ b n c a ñ i s logic măng, bia…v.v - Quan h gi a các h s : 0.0 = 0; 0.1 = 0; 1.0 = 0; 0 +0 = 0
9 10 0 +1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 1; 0 =1, 1 = 0 2.5. Phương pháp Grafcet - mô t m ch trình t trong công → Đây là quan h gi a hai h ng s (0,1) → hàm tiên ñ c a nghi p ñ i s logic. Grafcel là công c r t h u ích ñ thi t k và th c hi n ñ y ñ → Chúng là quy t c phép toán cơ b n c a tư duy logic. các yêu c u c a h t ñ ng 2.3. Các ph n t logic - Grafcet là chu i ch c năng ñi u khi n giai ño n - chuy n Các ph n t logic cơ b n ñư c ký hi u như b ng 2.1: ti p B ng 2.1: Các ph n t logic cơ b n - M ng grafcet là m t ñ hình ch c năng cho phép mô t các Ký hi u tr ng thái làm vi c c a h th ng và bi u di n quá trình ñi u khi n v i STT Tên g i Theo tc EU Theo tc USA các tr ng thái và s chuy n ñ i t tr ng thái này sang tr ng thái khác 1 1 NOT CHƯƠNG 3 CÁC PH N T ĐI U KHI N, B ĐI U KHI N PLC 2 AND VÀ PHƯƠNG PHÁP L P TRÌNH & 3.1. Các ph n t ñi u khi n 3 & Các thi t b nh p ( C m bi n ) NAND - Công d ng chung: bi n các ñ i lư ng v t lý sang tín hi u ñi n ñ PLC xác ñ nh ñư c tr ng thái c a quá trình ñang ñi u khi n. 4 ≥1 OR Công d ng chung: Bi n ñ i tín hi u ñi n t PLC thành các ho t ñ ng có công su t cao hơn, sau ñ y ho t ñ ng này s ñi u khi n 5 ≥1 NOR các quá trình khác. + Thi t b ra logic g m solenoid, van, xi lanh 3.2. B ñi u khi n PLC 6 =1 XOR Thi t b ñi u khi n logic kh trình PLC (Programmable 2.4. Các phương pháp t i thi u hoá hàm logic Logic Controller), là lo i thi t b cho phép th c hi n linh ho t các Th c ch t vi c t i thi u hoá hàm logic là tìm d ng bi u di n thu t toán ñi u khi n s thông qua m t ngôn ng l p trình, thay cho ñ i s ñơn gi n nh t c a hàm và thư ng có hai nhóm phương pháp là: vi c ph i th hi n thu t toán ñó b ng m ch s . - Phương pháp bi n ñ i ñ i s . Đ có th th c hi n ñư c m t chương trình ñi u khi n, t t - Phương pháp dùng thu t toán. nhiên PLC ph i có ch c năng như m t máy tính, nghiã là ph i có b
11 12 vi x lý (CPU), m t b ñi u hành, b nh ñ lưu chương trình ñi u h c sinh d ti p thu và n m b t ñư c ki n th c và kinh nghi m ñ áp khi n, d li u…. PLC còn ph i có các c ng vào/ ra ñ giao ti p ñư c d ng t t trong công vi c th c t c a xã h i. các ñ i tư ng ñi u khi n và ñ trao ñ i thông tin v i môi trư ng T lý do ñó, tôi s ñưa ra m t s mô hình ñáp ng ñư c xung quanh. nh ng yêu c u trên. Đây là các mô hình dùng cho môn h c PLC t 3.3. Phương pháp l p trình cơ b n ñ n nâng cao l y t các ng d ng trong th c t . M i mô hình 3.3.1.Gi i thi u chung có th có nhi u bài t p ng d ng khác nhau. M i mô hình có kích Cách l p trình cho S7 – 200 nói riêng và cho các PLC hãng thư c phù h p trong vi c l p ghép trên bàn th c hành k t h p v i các Seimens nói chung d a trên 3 phương pháp cơ b n: Phương pháp mô hình khác t o thành m t modul hoàn ch nh. Các mô hình này d hình thang (Ladder Logic vi t t t là LAD) và Phương pháp li t kê dàng k t n i v i thi t b l p trình tránh nh ng sai sót gây hư h ng l nh (Statement List vi t t t là STL) thi t b l p trình. 3.3.2. Các l nh ng d ng b – Phân tích và l a ch n các h th ng, thi t b s n xu t t - Các l nh ñi u khi n Timer ñ ng thông d ng - Các l nh d ch chuy n n i dung ô nh Các h th ng, thi t b s n xu t t ñ ng thông d ng thư ng ñư c s d ng r ng rãi trong s n su t và sinh ho t, d ch t o, linh CHƯƠNG 4 ho t, TÍNH TOÁN, THI T K BÀN TH C HÀNH PLC các h th ng trên, h u h t ñ u có c u t o t các ph n t 4.1. Ch n gi i pháp thi t k thông d ng như c m bi n, công t c hành trình, ñ ng cơ, van, xi lanh Vi c ch n gi i pháp thi t k góp ph n r t quan tr ng cho s khí nén và cùng có b x lý ñi u khi n. thi t b phân lo i s n ph m là thành công c a ñ tài . Trong gi i h n ñ tài cũng như trang thi t b thi t b h p thành t nhi u thi t b t ñ ng khác như băng t i, robot ch t o cùng v i vi c làm sao ñ ch t o ra bàn th c hành có giá và ch a nhi u ph n t ñi u khi n thông d ng nh t. thành r nh t thì phương án ch t o hư ng ñ n gi i pháp là vi c l p c – K t lu n l a ch n mô hình thi t k ghép các chi ti t t v t li u thông thư ng có biên d ng , hình dáng T các tiêu chí và phân tích trên tôi ñi ñ n quy t ñ nh l a ñư c bán s n ngoài th trư ng như thép, nhôm ho c các linh ki n ch n mô hình ñ ch t o bàn th c hành PLC là dây chuy n phân lo i ñi n t thông d ng t ñó ti n hành ghép n i l i v i nhau m t cách s n ph m vì nó ñáp ng ñ các ñi u ki n sau: nhanh chóng. - Thông d ng trong th c t 4.2. Ch n mô hình tiêu bi u - D dàng t o ra nhi u bài t p th c hành ng d ng a- M c tiêu l a ch n: Thi t b ph i ñư c b trí, k t c u hài - Sát v i lý thuy t h c sinh ñư c h c trư ng hòa làm sao cho các thao tác c a h c sinh nhanh chóng và d dàng - D l p ghép thành các modun khác nhau
13 14 - Ch a nhi u ph n t ñi u khi n 4.3. Phân tích quy trình công ngh - D quang sát a - Sơ ñ công ngh c a h th ng như hình 4.1: - L p ghép nhanh - D ch t o ROBOT - Thi t b l p ghép có nhi u th trư ng - Giá r THÙNG CH A * Mô hình này có nhi m v , c u t o như sau: S N PH M CHƯA PHÂN - Nhi m v : Phân lo i s n ph m theo các tiêu chu n chi u LO I cao, có nhi m t hay không ? N u s n ph m b nhi m t thì b lo i và g p b vào thùng ñ ng 1. N u s n ph m cao quá yêu c u thì g p b vào thùng 2 . N u s n ph m ñ t tiêu chu n không quá cao, không C M BI N 1 C M BI N 2 nhi m t thì g p b thùng 3. - C u t o bao g m các c m sau: M BĂNG T I + M t thùng ch a s n ph m có tay g t s n ph m. + M t băng t i v n chuy n s n ph m có g n các c m bi n nh n bi t s n ph m và t c ñ băng t i. THÙNG CH A THÙNG CH A THÙNG CH A + M t robot g p s n ph m vào thùng phân lo i. S N PH M 1 S N PH M 2 S N PH M 3 Vi c phân thành t ng c m trong h th ng dây chuy n này Hình 4.1: Sơ ñ công ngh c a h th ng khi n chúng có th d dàng làm vi c ñ c l p v i nhau, d ch t o, k t b - Mô t ho t ñ ng c a h th ng như sau: n i và th c hành nhi u bài t p. Khi b t công t c S1 thì s n ph m t thùng ch a s n ph m chưa phân lo i s ñư c ñưa vào băng t i b ng tay g t Y1, băng t i v n chuy n s n ph m ho t ñ ng. khi m t chi ti t b nhi m t ñi qua c m bi n t 1 s truy n tín hi u v b x lý, ñ n khi chi ti t ñi h t chi u dài băng t i qua bàn h ng thì robot s g p v t b vào thùng 1. Tương t n u có s n ph m quá cao ñi qua c m bi n 2 s truy n tín hi u v b ñi u khi n và cu i hành trình robot s g p b vào thùng 2. N u s n ph m ñ t yêu c u thì robot g p b vào thùng 3. N u thùng
15 16 ch a s n ph m chưa phân lo i r ng thì sau hai mươi giây băng t i 4.4.2. Ch n PLC d ng và ñèn báo hi u thùng r ng nh p nháy. a – Tính s ñ u vào ra: Đ l p ñư c lưu ñ ch c năng c a robot c n ph i phân tích Do h th ng trang b ñi n là 24 V nên PLC cũng ñư c ch n chuy n ñ ng c a nó.Đ g p s n ph m và b vào thùng phân lo i, là lo i 24V/DC/DC/DC. Trên cơ s thi t b ñã ch n, t m th i xác robot ph i th c hi n trình t sau: ñ nh s ñ u vào ra + Bàn tay ñi xu ng g p l y v t, ñi lên, di chuy n ñ n v trí b – Kh o sát các lo i PLC: thùng ñ ng s n ph m, ñi xu ng th v t, ñi lên, v v trí ban ñ u - Hi n nay trong các thi t b c a trư ng h c và trong các Qua phân tích ta th y robot th c hi n chuy n ñ ng theo ba dây chuy n s n su t có quy mô nh và v a h u h t ñ u s hư ng khác nhau do ñó s b c t do c a robot là 3. Tuy nhiên, do d ng PLC c a Siemens ñ c bi t lo i PLC h S7 – 200 r t robot ph i th c hi n g p v t b vào ba thùng s n ph m phân lo i nên ñư c ưa chu ng. Do v y trong tài li u lu n văn này ngư i c n thêm ít nh t m t chuy n ñ ng n a là chuy n ñ ng xoay qua các thi t k ch ñ c p ñ n h CPU S7-200 c a Siemens. Đ c v trí thùng ñ ng s n ph m do ñó s b c t do ph i là 4. ñi m c a lo i PLC này là b nh chương trình và d li u 4.4. Tính ch n thi t b bé, kh năng tính toán, x lý v i t c ñ không cao, h tr 4.4.1. ch n h truy n ñ ng và trang b ñi n các ng t (th i gian, vào ra…) ít. S module m r ng t i ña Qua phân tích sơ ñ công ngh ñ u tiên ta ti n hành ch n h ch có 7 module truy n ñ ng và trang b ñi n như sau: D a vào quy mô c a h th ng dây chuy n phân lo i ñã phân a- Ch n dòng ñi n: Vì ñây là mô hình thí nghi m th c hành tích trên và s ñ u vào ra có th ch n lo i CPU224 24V DC/DC/DC nên c n ph i ch n dòng ñi n nh ñ an toàn vì v y ch n có s ñ u vào là 14, s ñ u ra là 10. Lý do ch n lo i CPU 224 có ñ u dòng DC 24V là gi i pháp t i ưu. ra là dòng DC ngoài m c an toàn còn do lo i này có th phát xung ñ b- Ch n h truy n ñ ng: Hi n nay trong các nhà máy hi n ñi u khi n v n t c ñ ng cơ do ñó có th áp d ng ñ làm ña d ng các ñ i, khí nén ñư c s d ng vì ñi u ki n v sinh môi bài th c hành. trư ng t t, truy n ñ ng m nh trong nh ng d ng c nh , 4.5. Thi t k chương trình trên PLC tính kinh t cao, chính vì nh ng lý do ñó trong mô hình Trình t thi t k chương trình c a PLC s ñư c th c hi n này tôi s ch n khí nén làm h truy n ñ ng cho các cơ theo các bư c sau ñây: c u ch p hành. + Trên cơ s lưu ñ ch c năng d a theo bài toán công ngh Sau khi ch n h truy n ñ ng và trang b ñi n ta ti n hành ch n ñã phân tích ph n trên, ti n hành phân chia ñ a ch vào/ra, thi t l p thi t b dây chuy n nh ng vùng nh ñ ph c v cho quá trình x lý d li u. Li t kê các b ñ m, b ñ nh th i c n thi t ph i s d ng trong chương trình, các
17 18 bit, byte… trong vùng nh ñ c bi t. Li t kê các chương trình con, 5.1. Ch n thi t b , kích thư c, k t c u c a bàn th c hành chương trình x lý ng t... + Sau ñó ti n hành biên d ch t lưu ñ sang ngôn ng c a PLC. KH? I NGU? N BÀN TH? C HÀNH + Dùng các công t c và ñèn Led hay ph n m m PLCsim cho VAN 1 VAN 2 VAN 3 VAN 4 VAN 5 POWER C ? M BI?N A+ A- B+ B- C+ C- D E PLC PLC S7 - 200 FUSE C ? M B I? N T? 1 2 S7-200 ñ ch y th chương trình ch ñ offline. Trên cơ s ñó xem A KH? I NGU? N C ? M BI? N Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 B QUANG KH? I NGÕ RA PLC Z POWER C? M BI? N ENCODER Ð? NG CO Q0.0 Q0.1 D? NG C ? M BI? N C ? M BI? N C? M BI? N C ? M BI? N CÔNG T? C XI LANH 1 XI LANH 2 XI LANH 3 XI LANH 4 GI? I H? N STAR STOP R ESET KH? N FUSE PHÁT XUNG KH? I NGÕ RA PLC xét, ñánh giá m c ñ t i ưu c a chương trình. C? P + a+ a- b+ b- c+ c+ d+ d- 1 2 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 _ KH? I NGÕ VÀO PLC KH? I NGÕ VÀO PLC 720 CHƯƠNG 5 CH T O BÀN TH C HÀNH PLC VÀ BIÊN SO N BÀI TH C HÀNH Như ñã gi i thi u ph n trư c, m c tiêu là ch t o ra bàn 1200 th c hành giá r , nhưng ch t lư ng t t, có th l p ghép nhanh chóng, có th th c hành nhi u bài t p khác nhau. Do ñó trong ph n ch t o Hình 5.1: K t c u bàn th c hành này tôi s ñưa ra gi i pháp sau: 5.1.1. M t bàn - Phân chia bàn th c hành thành nhi u c m mô hình riêng. M t bàn ñư c ch t o t nh ng thanh nhôm ñ nh hình có Các c m này ñ u có th g n k t l i v i nhau và l p trên m t bàn rãnh ñ l p mô hình lên b m t. Các thanh nhôm ñư c g n l i v i - Phân chia c m mô hình thành nhi u chi ti t ñơn gi n nhưng nhau trên khung ñ b ng tán ri vê có th l p ghép v i chi ti t c m khác t o mô hình m i. 5.1.2. Robot g p s n ph m - Các chi ti t ñư c thi t k ñơn gi n sao cho d ch t o b ng Như ñã tính ch n chương 4, Robot có b n b c t do s các thi t b ñơn gi n. d ng khí nén có k t c u như hình v 5.3:
19 20 716 225 16 70 1200 40 446 738 108 865 0 354 306 Hình 5.6: B n v băng t i 118 246 5.1.4. Ch n encoder ñ ño t c ñ ñ ng cơ 120 120 Hi n t i có khá nhi u encoder tích h p s n bán trên th 178 trư ng VN, tuỳ theo ñ phân gi i, hãng s n xu t mà giá thành có th Hình 5.3. B n v robot khác nhau. Trong ñ tài này tôi ch n encoder v i các thông s sau: - H th ng khí nén c a robot ñư c tính ch n theo các thông s sau: Vì ñây là mô hình th c hành, công s d ng khí nén nh do ñó ch n ngu n khí c p v i lưu lư ng nh nh t 500l/phút phù h p v i ph tùng kèm theo bán ngoài th trư ng 5.1.3. Băng t i Băng t i có k t c u như hình v Công su t ñ ng cơ ch n: 40W /24V DC Hình 5.7: Encoder Hi u ñi n th : 5-24V S ñ phân gi i: 300 xung/vòng Ngõ ra: transistor c c h Đ u ra :A/B
21 22 5.2 L p ñ t và k t n i + T o b ng k t n i Đ k t n i d dàng các c m c a mô hình và thu n ti n trong th c hành, tôi s t o m t b ng k t n i riêng c a PLC và m t b ng c a các mô hình. Các mô hình nay s liên k t PLC b ng các gi c c m t phía hai b ng Hình 5.9: B ng k t n i nhanh thi t b vào ra Trong b ng k t n i nhanh thi t b ra vào này, tôi có thi t k thêm các gi c n i d phòng cho c m bi n, chuông, nút d ng kh n, m c ñích t o thu n ti n khi th c hành nhi u bài t p khác nhau. Hình 5.8: B ng k t n i nhanh PLC Trên hai b n k t n i ñ u có ñèn báo tín hi u, khi có tín hi u vào ho c ra thì ñèn sáng.
23 24 ñư c chi u quay thu n và ngư c. b – K t n i b khu ch ñ i xung Đ ñi u khi n ñ ng cơ m t chi u b ng phương pháp ñi u ch K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 xung t PLC, ta ph i dùng m t b khu ch ñ i công su t hay là s d ng van ñóng m ñi n t mosfet. C ng phát xung c a PLC là Q0.0 và Q0.1 5.3. Hư ng d n s d ng K1 K2 K3 K4 K5 24V K6 K7 K8 K9 K10 Thao tác 24V Đ s d ng bàn th c hành PLC này, ta ch c n c m dây ngu n và b t công t c ngu n trên b ng k t n i PLC và b ng k t n i thi t b vào ra. Chú ý khi th c hành ñ u n i t hai b ng k t n i nhanh 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2L Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 ph i s d ng gi c c m ñúng màu. Khi s c n phát xung ñi u khi n CPU 224 S7-200 DC/DC/DC t c ñ ñ ng cơ, b t công t c k t n i c ng phát xung. 1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 2M I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Đ truy n thông gi a máy tính và PLC ta c n cáp k t n i PC/PPI qua c ng USB ho c qua c ng RS232 5.4. K t c u bài t p th c hành Bài t p th c hành xây d ng d a trên mô hình và các thi t b 24V 24V s n có trên bàn th c hành bao g m các n i dung là ñ m, phân lo i, ñi u khi n v n t c. M t s bài t p c th Bài 1: Dùng c m bi n t có trên mô hình, phân lo i các v t ñi qua băng t i b nhi m t hay không. N u không có tín hi u t c m bi n thì cho v t qua còn có tín hi u t c m bi n thì dùng PITTONG ñ y v t ñó ra. Hình 5.10: Sơ ñ m ch ñi n b ng ñ u dây PLC Bài 2: Dùng công t c gi i h n phân lo i s n ph m theo chi u cao, n u + K t n i encoder và b khu ch ñ i công su t xung vào PLC s n ph m không ñ t chi u cao mong mu n thì lo i s n ph m ñó b ng a –K t n i encoder: van khí nén ñ ng th i ñ m các s n ph m ñ t yêu c u Trong ñ tài này s d ng encoder có hai dây pha A/B ñ bi t Bài 3: Vi t chương trình ñ m s n ph m sao cho khi ñ m 10 s n
25 26 ph m, băng t i ng ng và chuông reo nh n nút reset ñ băng t i ho t K T QU VÀ TRI N V NG C A Đ TÀI ñ ng tr l i. 1. Nh ng k t qu ñ t ñư c Bài 4: Đ m s xung phát ra t encoder trong kho ng th i gian ñ nh Trong g n năm tháng th c hi n, v i s giúp ñ t n tình c a trư c ñ tính toán v n t c và hi n th t c ñ c a ñ ng cơ trên giao th y giáo hư ng d n tôi ñã c g n hoàn thành n i dung ñã ñăng ký di n WinCC trong thuy t minh c a ñ tài “ NGHIÊN C U THI T K , CH Bài 5: Dùng modul phát xung có s n trong PLC phát xung theo ki u T O BÀN TH C HÀNH PLC, PH C V ĐÀO T O” PWM ñi u khi n băng t i quay nhanh và ch m. Các k t qu ñ t ñư c như sau: Bài 6: Dùng robot g p m t s n ph m và b vào thùng ñ ng s n - Thi t k ch t o m t bàn th c hành PLC v i m t mô hình ph m. h th ng dây chuy n phân lo i s n ph m ñ t ch t lư ng. Bài 7: Dùng c m bi n t có trên mô hình, phân lo i các v t ñi qua Trong ñó có g n robot ñ g p s n ph m. Trên bàn th c hành băng t i b nhi m t hay không. N u không có tín hi u t c m bi n này có th tháo l p và k t n i nhanh chóng các mô hình v i thì cho v t qua còn có tín hi u t c m bi n thì dùng robot g p v t ñó b PLC b ng b ng k t n i nhanh và th c hành ñư c nhi u ra. bài t p khác nhau. Bài 8: Dùng ba xi lanh và c m bi n t l p mô hình máy khoan s n - Biên so n m t s tài li u lý thuy t cơ s và m t s bài t p ph m. ñ sinh viên có Bài 9: Phân lo i các thanh g theo chi u dài ng n khác nhau và dùng th áp d ng th c hành trên mô hình. xi lanh khí nén g t các thanh g vào thùng phân lo i. - Tích lũy ñư c nhi u ki n th c m i và kinh nghi m th c t Bài 10: Dùng modul phát xung có s n trong PLC phát xung theo ki u khi ch t o mô hình. PTO và h th ng c p phôi trên mô hình ñ ñi u khi n băng t i quay 2-Hư ng phát tri n t ng ño n sao cho t ng s n ph m ñư c c p d ng ñúng v trí g p c a Do th i gian có h n và kinh phí làm ñ tài khá ít nên v n còn robot ñ robot g p v t ra ngoài băng t i m ts ng d ng c a ñi u khi n t ñ ng chưa ñưa vào mô hình. Vì ( Ph n chương trình c a bài t p xin xem ph l c ) v y trong th i gian t i tôi s ti p t c hoàn thi n bàn th c hành PLC v i các mô hình thành m t h th ng có th thu th p d li u và giám sát t máy tính. Đi u khi n t c ñ và ví trí b ng vòng h i ti p kính. Đi u khi n t c ñ ñ ng cơ b ng k t n i PLC v i bi n t n. Qua báo cáo này, tôi mong nh n ñư c s góp ý ñ có th ñ t ñư c thành qu t t nh t cho ñ tài.