Luận văn: Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Đồ án

Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ TRANG

Lớp: ĐL - KTĐ 1A

Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN

Tên đề tài: Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200.

Ngày giao đề: 15/03/2009

Ngày hoàn thành: 20/05/2009

Nội dung cần hoàn thành:

1. Mô tả hệ thống.

2. Cài đặt màn hình TD200 để điều khiển hệ thống.

3. Viết chương trình cho PLC S7-200.

4. Tính chọn thiết bị chung của hệ thống.

5. Sản phẩm của đề tài đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật. Quyển thuyết minh

nội dung của đề tài, mô hình của hệ thống.

Ngày 09 tháng 03 năm 2009.

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

VŨ THỊ LÀNH NGUYỄN TIẾN HƯNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

----------

..........................................................................................................

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

----------

..........................................................................................................

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

LỜI NÓI ĐẦU --------

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ, các thiết bị điện -

điện tử được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu

hết các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật, cũng như trong đời sống xã hội.

Vấn đề tự động hoá trong công nghiệp để giảm bớt lao động chân tay và

nâng cao năng xuất lao động là một trong nhữnh đề tài được các bạn sinh viên,

các thầy cô ở những trường kỹ thuật quan tâm và nghiên cứu nhiều. Trước đòi

hỏi của thực tế Em thấy đây là một lĩnh vực sẽ đem lại nhiều điều thú vị. Chính

vì vậy em được khoa, bộ môn và thầy giáo giao nhiệm vụ thực hiện đề tài “Xây

dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200” cho đồ án học

phần 3 của mình.

Đồ án gồm có 4 chương với nội dung như sau:

Chương 1: Khái quát chung hệ thống điều khiển.

Chương 2: Khái quát chung về màn hình điều khiển.

Chương 3: Tính chọn thiết bị hệ thống băng tải đếm sản phẩm.

Chương 4: Lập trình điều khiển.

Trong quá trình thực hiện đề tài,mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do

thời gian và trình độ có hạn cùng với việc tham khảo, truy cập tài liệu còn

nhiều hạn chế vì vậy nên không thể tránh khỏi sự thiếu sót. Kính mong

thầy cô giáo tận tình chỉ bảo và góp ý cho đề tài được hoàn chỉnh hơn.

Em xin chân thành cảm ơn !.

Nam Định, ngày 20 tháng 5 năm 2009 SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Thị Trang

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Mục lục

Lêi nãi ®Çu ................................................................................................................. 5

Ch¬ng 1. Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn. .................................................... 9

1.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. ..................................................................... 9

1.1.1 Kh¸i qu¸t chung. ........................................................................................ 9

1.1.2 Ph©n lo¹i ph¬ng thøc ®iÒu khiÓn............................................................. 12

1.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC. ....................................................................... 12

1.2.1 So s¸nh hÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c. ............... 12

1.2.2 Giíi thiÖu vÒ PLC. ................................................................................... 14

1.2.3 Ph©n lo¹i PLC. ......................................................................................... 19

1.2.4 Bé ®iÒu khiÓn PLC S7-200. ...................................................................... 20

1.3. HÖ thèng b¨ng t¶i. ........................................................................................... 23

1.3.1 Vai trß. .................................................................................................... 23

1.3.2 Ph©n lo¹i b¨ng t¶i..................................................................................... 23

1.3.3 CÊu t¹o. ................................................................................................... 24

Ch¬ng 2. Kh¸i qu¸t chung vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn ............................................. 27

2.1. Kh¸i qu¸t vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn. .................................................................. 27

2.1.1 Kh¸i qu¸t chung. ....................................................................................... 27

2.1.2 Mµn h×nh TD200...................................................................................... 27

2.2 Cµi ®Æt th«ng sè cho mµn h×nh TD200. ........................................................... 29

2.2.1 PhÇn mÒm lËp tr×nh: .................................................................................. 29

2.2.2 C¸c bíc lËp tr×nh TD200: ........................................................................ 30

Ch¬ng 3. TÝnh chän thiÕt bÞ hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm ............................ 36

3.1 §éng c¬ vµ hÖ thèng b¨ng t¶i. .......................................................................... 36

3.1.1 §éng c¬. ................................................................................................... 36

3.1.2 Th«ng sè kü thuËt cña B¨ng t¶i. ................................................................ 38

3.2 Bé ®iÒu khiÓn PLC S7-200, Mµn h×nh TD200................................................... 40

3.2.1 Bé ®iÒu khiÓn PLC S7-200. ....................................................................... 40

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

3.2.2 Mµn h×nh TD200....................................................................................... 45

3.3 C¶m biÕn.......................................................................................................... 45

3.3.1 Kh¸i qu¸t chung vÒ c¶m biÕn. .................................................................. 45

3.3.2 C¸c yªu cÇu cña c¶m biÕn ........................................................................ 46

3.3.3 Ph©n lo¹i. .................................................................................................. 47

3.3.4 Th«ng sè cña c¶m biÕn trong hÖ thèng. .................................................... 48

3.4 C¸c thiÕt bÞ kh¸c. ............................................................................................. 48

3.5 M« h×nh kÕt nèi hÖ thèng. ................................................................................ 48

Ch¬ng 4. LËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng ............................................................... 50

4.1 M« t¶ hÖ thèng. ................................................................................................ 50

4.2 Tr×nh tù c¸c bíc lËp tr×nh. .............................................................................. 52

4.2.1 ViÕt ch¬ng tr×nh. .................................................................................... 52

4.2.2 VËn hµnh hÖ thèng. .................................................................................. 57

4.2.3 Gi¸m s¸t ho¹t ®éng cña ch¬ng tr×nh. ...................................................... 58

KÕt luËn .................................................................................................................... 59

Tµi liÖu tham kh¶o ................................................................................................... 60

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

BẢNG LIỆT KÊ HÌNH VẼ VÀ BẢNG

Ch¬ng 1. .................................................................................................................. 9

H×nh 1.1 HÖ thèng ®iÒu khiÓn d©y truyÒn lªn mem nhµ m¸y bia. ................... 10

H×nh 1.2 D©y truyÒn s¶n xuÊt níc ngät. ....................................................... 10

Hinh 1.3 S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn. ...................................................... 11

H×nh 1.4 Ph©n biÖt PLC víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c. .................................. 13

H×nh 1.5 HÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC. ...................................................... 14

H×nh 1.6 H×nh ¶nh vÒ bé PLC. ...................................................................... 16

H×nh 1.7 CÊu tróc cña mét PLC. .................................................................... 17

H×nh 1.8 CÊu t¹o b¨ng t¶i. ............................................................................. 24

H×nh 1.9 B¨ng t¶i dïng ®Ó vËn chuyÓn hµng vµo kho. .................................... 25

H×nh 1.10 B¨ng t¶i lµm m¸t trong hÖ thèng s¶n xuÊt b¸nh quy xèp. ............... 26

Ch¬ng 2. ................................................................................................................ 27

H×nh 2.1: Mµn h×nh TD200............................................................................ 27

H×nh 2.2 CÊu t¹o mµn h×nh TD200. ............................................................... 28

Ch¬ng 3. ................................................................................................................ 36

H×nh 3.1 Mét sè ®éng c¬ sö dông trong hÖ thèng b¨ng t¶i. ............................ 37

H×nh 3.2 HÖ thèng b¨ng t¶i trong phßng thÝ nghiÖm. ..................................... 39

H×nh 3.3 M« h×nh hÖ thèng b¨ng t¶i. ............................................................. 40

H×nh 3.4 Bé PLC S7-200. ............................................................................. 40

H×nh 3.5 PLC S7-200 CPU 214..................................................................... 41

H×nh 3.6 Cæng truyÒn th«ng. ......................................................................... 42

H×nh 3.7 C¶m biÕn quang. ............................................................................ 46

H×nh 3.8 KÕt nèi CPU vµ TD200 .................................................................. 49

H×nh 3.9 KÕt nèi truyÒn th«ng S7-200 vµ TD200 .......................................... 50

H×nh 3.10 C¸ch l¾p TD200 víi CPU vµ module EM235 ............................... 50

Ch¬ng 4. ................................................................................................................ 50

H×nh 4.1 M« h×nh ®Õm s¶n phÈm dïng PLC S7-200. ..................................... 51

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.

1.1 Tổng quan về hệ thống điều khiển.

1.1.1 Khái quát chung.

Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất công nghiệp nhằm mục tiêu

tăng năng xuất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, độ chính xác cao, giá

thành hạ ...

Các hệ thống điều khiển được đưa vào sản xuất trong các xí nghiệp, nhà máy

với độ tin cậy cao, hoạt động ổn định, ít hư hỏng và giảm nhân công lao động.

Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển có khả năng xử lý, kiểm soát được các sự

cố và có thể tự khắc phục được sự cố, các sai sót khi vận hành. Một hệ thống

như trên gọi là hệ thống điều khiển.

Trong tất cả mọi hoạt động của con người ở bất cứ đâu vào mọi thời điểm nào

đều liên quan đến khái niệm điều khiển. Nó là tập hợp tất cả các tác động mang

tính tổ chức để nhằm đạt được mục đích mong muốn. Có thể nói điều khiển là

nhân tố cuối cùng quyết định mọi thành bại của các hoạt động. Trong công

nghiệp, hệ thống điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, năng

suất lao động và chi phí sản xuất. Sau đây là một số hình ảnh về các hệ thống

sản xuất dùng trong công nghiệp của các nhà máy hiện nay.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 1.1 Hệ thống điều khiển dây truyền lên mem nhà máy bia.

Hình 1.2 Dây truyền sản xuất nước ngọt. Tự động hoá là bước phát triển tiếp theo sau cơ khí hoá và điện khí hoá. Tự

động hoá là quá trình sử dụngthiết bị dể thay thế chức năng kiểm tra và điều

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

khiển của con người trong một quy trình sản xuất. Hệ thống tự động hoá bắt đầu

xuất hiện với việc sử dụng các thiết bị đo lường kiểm tra các thông số công nghệ

và chất lượng sản phẩm. Các hệ thông này thông báo khá chính xác các thông

tin về trạng thái của thiết bị, các thông số của quy trình công nghệ v.v... Các

thông tin này trước đây chỉ có những người dày dạn kinh nghiệm mới chuẩn

đoán được, nhưng cũng chỉ bảo đảm ở mức độ chính xác tương đối. Các thông

tin quá trình hoàn thiện quy trình công nghệ.

Hệ thống điều khiển cục bộ các chế độ riêng biệt của quy trình công nghệ là

bước phát triển tiếp theo của hệ thống tự động hóa. Đây là sự kết hợp nhiều hệ

thống điều chỉnh tự động dưới sự kiểm soát điều hành của một thiết bị tính toán

và điều khiển để đảm bảo tối ưu một chế độ nào đó của quá trình công nghệ. Tất

cả các hệ thống điều chỉnh tự động các thông số công nghệ cũng như các hệ

thống điều khiển cục bộ đều được đặt dưới sự giám sát, điều hành chung của

một trung tâm tính toán và điều khiển. Trung tâm này đảm bảo cho quy trình

công nghệ xảy ra tốt nhất của hệ thống đo.

Trong một hệ thống điều khiển bao giờ cũng được tao thành từ các khối cơ

Khối ra (đối tượng điều khiển)

Khối xử lý

Khối vào

Tín hiệu vào

Kết quả xử lý

Chuyển đổi tín hiệu ngõ vào

Xử lý tín hiệu và điều khiển

Tín hiệu ra điều khiển tác động cơ cấu

bản sau:

Hinh 1.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển. - Khối vào: Chuyển đổi các tín hiệu vật lý thành các tin hiệu điện, các tín bộ

chuỷên đổi thường là nút ấn, contac, sensor, ... tuỳ theo bộ chuyển đổi mà ta có

tín hiệu đưa vào khối xử lý có dạng số hay dạng liên tục.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Khối xử lý: Nhận tín hiệu thực hiện các thao tác đảm bảo quá trình hoạt động

của hệ thống. Từ thông tin của khối vào hệ thống điều khiển phải tạo ra được

những tín hiệu cần thiết để điều khiển các thiết bị, hệ thống đáp ứng yêu cầu sản

xuất.

- Khối ra: Tín hiệu ra là kết quả cuối cùng của quá trình xử lý hệ thống điều

khiển. Các tín hiệu này được sử dụng điều khiển các cơ cấu, thiết bị hoạt động

theo yêu cầu của hệ thống, tín hiệu ra có thể được hồi tiếp vè ngõ vào để điều

khiển và ổn định hệ thống.

1.1.2 Phân loại phương thức điều khiển.

Phương pháp để hình thành các tác động điều khiển được gọi là phương

thức điều khiển. Có 3 phương thức điều khiển:

- Điều khiển theo chương trình: Phương thức điều khiển theo chương trình

được sử dụng khi các tác động điều khiển đã được hình thành từ trước theo một

chương trình.

- Điều khiển bù nhiễu: Phương thức điều khiển bù nhiễu tác động điều khiển

được hình thành khi có nhiễu tác động lên hệ thống.

- Điều khiển theo sai lệch: Trong công nghiệp phương thức điều khiển theo

sai lệch được sử dụng rộng rãi nhất.

1.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC.

1.2.1 So sánh hệ thống điều khiển PLC với hệ thống điều khiển khác.

Khi điều khiển bằng PLC có nhiều lợi thế hơn so với các hệ thống khác

không sử dụng PLC. Điều đó thể hiện qua sơ đồ sau:

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Điều khiển

Với chức năng được lưu trữ bằng

Tiếp xúc vật lý

Bộ nhớ khả lập trình

Quy trình cứng

Quy trình mềm

Không thay đổi

Khả lập trình tự do

Bộ nhớ thay đổi được

Thay đổi được

Liên kết cứng

Liên kết phíc cắm

Ram-EEPROM

Rom-EPROM

PLC xử lý 1bit, PLC xử lý từ ngữ

Rơle, linh kiện điện tử, cơ-thuỷ khí, mạch điện tử.

Hình 1.4 Phân biệt PLC với hệ thống điều khiển khác. Trong hệ thống điều khiển dùng PLC thì sẽ có những ưu điểm sau:

- Thay đổi chương trình dễ dàng, linh động.

- Không gian lắp đặt thiết bị nhỏ. Có độ tin cậy cao.

- Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra phù hợp.

- Dễ dàng thay đổi đối với cấu hình trong tương lai khi có nhu cầu mở rộng sản

xuất.

Sau đây là hình ảnh tổng quát về hệ thống điều khiển dùng PLC.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 1.5 Hệ thống điều khiển dùng PLC.

1.2.2 Giới thiệu về PLC.

a. Tổng quan về PLC.

Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đã được những nhà thiết kế cho ra đời

năm 1968. Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử

dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng và vận hành hệ thống. Vì vậy các

nhà thiết kế đã từng bước cải thiện hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành,

nhưng việc lập chương trình cho hệ thống gặp khó khăn, do lúc này không có

các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Để đơn giản hóa việc lập trình hệ thống điều khiển lập trình cầm tay đầu tiên

được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo nên sự phát triển thật sự cho kỹ thuật

điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (

PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống relay và dây nối trong hệ thống điều

khiển cổ điển. Quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được

một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là lập trình dùng giản đồ hình

thang, kí hiệu la LAD. Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống

PLC có thêm khả năng khác, đó là sự hỗ trợ bởi những thuật toán, vận hành với

các dữ liệu cập nhật. Mặt khác do sự phát triển của màn hình dùng cho máy tính

nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng chở nên

thuận tiện hơn.

Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay

đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng:

Hệ thống ngõ vào/ ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ ra, dung lượng bộ nhớ

chương trình tăng lên hơn 128.000 từ bộ nhớ. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo

ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC

chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc độ xử lý tốt với những

chức năng phức tạp số lượng cổng vào/ ra lớn.

Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác

thông qua CIM ( Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ

thống: Rôbôt, Cad/ Cam … mà các nhà thiết kế còn xây dựng các loại PLC với

các chức năng điều khiển thông minh gọi là các siêu PLC.

b. Khái niệm và đặc điểm của PLC.

* Khái niệm PLC.

PLC được hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968.

PLC (Progammable Logic Controller) – Bộ điều khiển logic khả trình. Là một

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

thiết bị điều khiển logic lập trình được. Thiết bị này có các đầu vào logic sau quá

trình xử lý theo chương trình bên trong nó cho đầu ra là các mức logic có quan

hệ với các đầu vào thông qua chương trình bên trong của thiết bị. PLC được ứng

dụng rộng rãi và trở nên không thể thiếu được trong các dây truyền sản xuất hiện

đại.

Hình 1.6 Hình ảnh về bộ PLC. Chức năng điều khiển của PLC rất đa dạng nó có thể thay thế cho cả một

mảng rơle. Hơn thế nữa PLC giống như một máy tính có thể lập trình được. PLC

lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, ổn định trong môi trường công

nghiệp, giá cả cạnh tranh.

* Đặc điểm PLC.

PLC được thực sử dụng trong nhiều lập trình ứng dụng khác nhau và có những

lợi ích như:

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- PLC dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển để thích ứng một yêu cầu mới

mà vẫn có thể giữ nguyên thiết kế phần cứng, đầu nối dây …

- PLC có thể điều khiển nhiều chức năng khác nhau từ những thao tác đơn giản,

lặp lại, liên tục đến những thao tác đòi hỏi chính xác, phức tạp.

- PLC dễ dàng hiệu chỉnh chính xác công việc điều khiển và xử lý nhanh chóng

các lệnh, từ lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời gian, chương trình

con, …

- Giao tiếp dễ dàng với các thiết bị ngoại vi, các module và các thiết bị phụ trợ

khác như màn hình hiển thị.

- Có khả năng chống nhiễu trong công nghiệp.

- Ngôn ngữ lập trình cho PLC đã trở thành thiết bị chính trong việc điều khiển

các thiết bị công nghiệp.

c. Cấu trúc chung của một bộ PLC.

Một bộ PLC có cấu trúc như sau:

Đầu vào Đầu ra Môdun nguồn Môdun Vào/ra

CPU

Môdun nhớ Thiết bị lập trình

Hình 1.7 Cấu trúc của một PLC.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Khi nghiên cứu về PLC thì điều đầu tiên là số lượng các đầu vào/ ra (I/O) đối

với 1 PLC thì số đầu vào/ra có thể là 6 hoặc 8 hay nhiều hơn nữa. Số lượng đầu

vào/ ra cho biết mức độ quản lý được nhiều thiết bị. Vấn đề này đặc biệt quan

trọng khi ứng dụng PLC vào một dây truyền sản xuất phức tạp cần gia công

nhiều biến đầu vào.

Các biến đầu vào được đóng cắt bằng các công tắc bật tắt thông thường.

Công tắc vị trí hay các sensor logic để đặt các giá trị đầu vào, các đầu vào này

thường có mức điện áp cao để tăng độ chính xác khi truyền đi xa. Trong PLC có

1 bộ chuyển mức điện áp về mức chuẩn với mức logic 1 là +5V và mức logic 0

là 0V. Khi đó PLC sẽ quét các đầu vào để lấy dữ liệu sau một quá trình xử lý

bên trong bằng chương trình phần mềm, sau đó dữ liệu đầu ra dạng số với mức

logic tương ứng, qua mạch chuyển đổi để có mức điện áp ra phù hợp với yêu

cầu điều khiển.

Các đầu ra được nối với các cuộn hút đóng cắt rơle, động cơ máy sản xuất,

…

Với PLC thì bộ điều khiển MCU (Micro Contronller Unit) là hạt nhân của cả hệ.

Bộ vi điều khiển đảm nhiệm tất cả các công việc từ thu nhập dữ liệu đầu vào, xử

lý các dữ liệu đó và đưa ra đầu ra, PLC làm việc như một máy tính và quá trình

hoạt động là hoàn toàn tự động.

Ngoài các đầu vào/ ra logic thì PLC còn có các đầu vào cấp nguồn, thông

thường nguồn nuôi PLC là một điện áp xoay chiều qua bộ xử lý tạo ra điện áp 1

chiều phù hợp để nuôi bộ vi điều khiển và các mạch điện tử khác.

d. Ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC.

* Ứng dụng PLC.

PLC được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành như công nghiệp chế biến

thực phẩm, thiết bị y tế, ôtô, …

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Hoá học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn,

…

- Chế tạo máy và sản xuất: tự động hoá trong chế tạo máy, quá trình lắp đặt

máy,…

- Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm số lượng, kiểm tra chất lượng sản phẩm,

cân, đóng gói, …

* Ưu nhược điểm của PLC.

- Thời gian lắp đặt công trình ngắn.

- Dễ dàng thay đổi mà không gây tổn thất đến tài chính.

- Có thể dễ dàng tính toán chính xác giá thành.

- Cần ít thời gian huấn luyện.

- Dễ dàng thay đổi phần mền.

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi.

- Dễ bảo trì, xử lý sự cố dễ và nhanh hơn.

- Độ tin cậy cao, chuẩn hoá được phần cứng điều khiển.

- Thích ứng với môi trường khắc nghiệt.

Tuy nhiên với mức độ quản lý và điều khiển rộng thì PLC lại không phù hợp

với những hệ thống nhỏ, đơn giản vì khi đó sẽ không tận dụng được khả năng

làm việc của thiết bị này.

1.2.3 Phân loại PLC.

Có hai cách phân loại PLC:

- Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, …

- Theo version: Gồm có.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

PLC của Siemen có các họ: PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo.

PLC của Misubishi có các họ: Fx, Fxo, Fxon.

Trong quá trình sản xuất thực phẩm, rượu bia, thuốc lá, … thì rất phù hợp

với việc sử dụng PLC để đếm số lượng sản phẩm, kiểm tra chất lượng sản phẩm,

…Chính vì vậy theo đê tài được giao em thấy chọn PLC S7-200 là hợp lý nhất,

như vậy sẽ tận dụng được khả năng làm việc của thiết bị mà không bị lãng phí.

1.2.4 Bộ điều khiển PLC S7-200.

PLC S7-200 là bộ điều khiển logic khả trình thuộc họ PLC của Siemen.

a. Các tính năng của PLC S7-200.

- Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi

hẹp.

- Có nhiều loại CPU.

- Có nhiều Module mở rộng, có thể mở rộng đến 7 Module.

- Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau.

- Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Proifibus.

- Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module.

- Không qui định rãnh cắm.

- Phần mềm điều khiển riêng.

- Tích hợp CPU, I/ O nguồn cung cấp vào 1 Module.

- Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.

+ Tích hợp CPU, I/ O nguồn cung cấp vào 1 Module. Có nhiều loại CPU: CPU

212, CPU 214, CPU 215, CPU 216,

+ Các Module mở rộng EM.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Module ngõ vào Digital: 24V DC, 120/230V AC.

- Module ngõ ra Digital: 24V DC, ngắt điện từ.

- Module ngõ vào Analog: Áp, dòng , điện trở, cặp nhiệt.

- Module ngõ ra Analog: Áp, dòng.

+ Module liên lạc xử lý ( CP) : Module CP 242-2 có thể dùng để nối S7-200

làm chủ Module giao tiếp AS . kết quả là có đến 248 phần tử nhị phân được điều

khiển bằng 31 Module giao tiếp AS. Gia tăng đáng kể số ngõ vào và ngõ ra của

S7-200.

+ Phụ kiện: Bus nối dữ liệu.

Các đèn báo trên CPU: Các đèn báo trên mặt PLC cho phép xác định trạng

thái hiện hành của PLC:

- SF ( đèn đỏ): Khi sáng sẽ thông báo hệ thống PLC bị hỏng.

- RUN ( đèn xanh): Khi sáng sẽ thông báo PLC đang làm việc và thực hiện

chương trình nạp vào máy.

- STOP ( đèn vàng): Khi sáng sẽ thông báo PLC đang ở chế độ dừng. Dừng

chương trình đang thực hiện lại.

- Ix.x ( đèn xanh): Thông báo trạng thái tức thời của cổng vào PLC. Ix.x

(x.x=0,0 - 1.5). Đèn này thông báo trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của

cổng.

- Qy.y ( đèn xanh): Thông báo trạng thái tức thời của cổng ra PLC. Qy.y

(y.y=0,0 - 1.1). Đèn này thông báo trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của

cổng.

+ Công tắc chọn chế độ làm việc của CPU.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Công tắc này có 3 vị trí: RUN - TERM – STOP: Cho phép xác lập chế độ

làm việc của PLC.

- RUN: Cho phép PLC vận hành theo chương trình trong bộ nhớ. Trong khi

PLC đang ở RUN, nếu có sự cố hoặc gặp lệnh STOP, PLC sẽ rời khỏi lệnh RUN

và chuyển sang chế độ STOP.

- STOP: Cưỡng bức CPU dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ

STOP, ở chế độ STOP cho phép PLC hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp

chương trình mới.

- TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ làm việc của CPU ở chế

độ RUN hoặc chế độ STOP.

c. Các vùng nhớ, vùng dữ liệu, các qui định về dữ liệu và cách truy cập

địa chỉ trên PLC.

Bộ nhớ của PLC có tính năng động cao, có thể đọc và ghi được trong toàn

vùng, ngoại trừ các bit nhớ đặc biệt có ký hiệu ( SM) chỉ có thể truy cập để đọc.

Bộ nhớ có 1 tụ nhớ để giữ thế nuôi, duy trì trong khoảng thời gian mất điện. Bộ

nhớ của PLC được chia thành 4 vùng.

- Vùng chương trình: Là vùng lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc

kiểu không bị mất dữ liệu, đọc/ ghi được.

- Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các thông số như: Từ khoá, địa chỉ trạm cũng

như vùng nhớ chương trình vùng tham số thuộc kiểu đọc/ ghi được.

- Vùng dữ liệu: Dùng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả

các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền

thông, một phần của vùng nhớ này thuộc kiểu non-volatile.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ ra tương

tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không kiểu non-volatile nhưng

đọc/ ghi được.

1.3. Hệ thống băng tải.

1.3.1 Vai trò.

Ngày nay băng tải đã được sử dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp,

nông nghiệp. Băng tải dùng để vân chuyển các vật liệu dạng hạt, viên, tảng, các

vật mỏng nhẹ để đưa tới khâu đóng gói, chế biến hoặc để sấy khô hoặc là phẳng.

Nó được sử dụng rất hưu ích trong địa hình rất phức tạp như: Tải cát từ dưới

lòng sông lên xe, chuyển than từ thuyền lên xe tải hay các đia hình nhỏ trật hẹp.

Mà phương tiện vân chuyển như xe tai máy xúc máy cẩu hay con người không

thể thực hiên được. Nhờ có băng tải mà lượng nhân công cho công việc này

giảm rất nhiều đồng thời năng suất của việc vận chuyển nhờ băng tải này tăng

rất nhiều lần so với việc thuê nhân công. Nhờ có băng tải ma khối lượng công

việc lớn được giải quyết trong thời gian ngắn đem lai lợi hiệu quả kinh tế rất lớn

1.3.2 Phân loại băng tải.

- Băng tải dùng trong vân chuyển nguyên liệu có khối lượng lớn như: Cát, đá,

than, ...

- Băng tải dùng trong các dây truyền công nghiệp như : Nhà máy bia, nhà máy

bánh kẹo, dùng để vân chuyển nguyên nhiên liệu đến lơi chế biến hoặc đóng gói.

- Băng tải dùng trong nghành công nghiệp dệt may, nghành công nghiệp nhẹ.

Dùng để dẫn vải qua các thiết bị là, sáy khô, ..

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

1.3.3 Cấu tạo.

Băng tải là thiết bị vận tải liên tục dùng để chuyên trở hàng dạng hạt, cục theo

phương ngang, theo mặt phẳng nghiêng, theo đường gấp khúc kết cấu của một

băng tải cố định được biểu diễn trên hình vẽ.

7 6 8 5

Hình 1.8 Cấu tạo băng tải. Băng tải gồm 7 dùng chở hàng, khung làm giá đỡ 10, truyền động kéo băng

tải nhờ 2 trục 5 (trục thụ động ) và trục 8 ( trục chủ động). Trục chủ động 8 gá

chặt trên 2 giá đỡ và nối với trục động cơ truyền động qua hộp giảm tốc. Tạo gia

sức căng ban đầu của băng tải nhờ cơ cấu kéo căng nhờ: Động cơ căng, trùng

băng tải hoặc cơ cấu cơ khí gồm: đối trọng cơ cấu định vị và dẫn hướng. Băng

tải dẫn vật liệu từ phễu 6 đến đổ ở máng 9.

Vật liệu làm băng tải có thể làm bằng những vật liệu sau:

- Lưới: Chịu được nhiệt, ít bị ăn mòn , ít chịu ảnh hưởng của môi trường, nhẹ

nhàng, bền.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Dạng thảm: Bên trong phía tiếp xúc với trục truyền chuyển chiếm 3/4 bề dầy

băng tải là vật liệu làm bằng lớp nỉ được tết với nhau bên ngoài có phủ lớp

silicol dầy 1/ 4 bề dầy băng tải, giá thành cao phải nhập ngoại được sử dụng

trong máy móc dòi hỏi độ chính xác cao và yêu cầu công nghệ cao.

- Ngoài ra còn làm bằng vật liệu khác như: Da, sợi kết thành, vải, ...

- Kích thước băng tải: Bề dầy từ 2mm  15mm, chiều rộng từ 1200mm 

2100mm, thông thường khi tháo lắp hoặc thay thế thì các máy móc, thiết bị

thường đi kèm các thiết bị gá lắp riêng. Tất cả các băng tải khi dừng máy đều có

động cơ để kéo trùng băng tải để bảo vệ băng tải để bảo vệ băng tải không bị

giãn, không bị nứt hoặc căng bề mặt.

Hình 1.9 Băng tải dùng để vận chuyển hàng vào kho.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 1.10 Băng tải làm mát trong hệ thống sản xuất bánh quy xốp.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÀN HÌNH ĐIỀU KHIỂN

2.1. Khái quát về màn hình điều khiển.

2.1.1 Khái quát chung.

Màn hình điều khiển được dùng nhiều trong công nghiệp, đây là thiết bị chủ

yếu để con người thông qua đó biết được hệ thống đang làm gì, thông qua đó

con người tác động kịp thời để hạn chế không xảy ra sự cố trong khi sản xuất để

đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất.

Các màn hình được sử dụng trong công nghiệp để điều khiển hệ thống như

màn hình TD, LCD khác, ... Đối với phạm vi của đồ án thì màn hình TD200

được lựa chọn làm màn hình để hiển thị, đây là loại màn hình khá phổ biến trong

công nghiệp hiện nay.

2.1.2 Màn hình TD200.

a. Giới thiệu chung.

Hình 2.1: Màn hình TD200. TD200 là một thiết bị hiển thị text, giao tiếp với người vận hành. Thiết bị này

được thiết kế chỉ dùng giao tiếp với họ PLC S7-200.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Một số đặc tính của TD200:

- Hiển thị tin nhắn và các biến của PLC.

- Cho phép điều khiển các biến trong chương trình.

- Có khả năng cài đặt thời gian thực của PLC.

b. Cấu tạo phần cứng.

Cấu tạo của màn hình TD200:

Hình 2.2 Cấu tạo màn hình TD200. - Màn hình hiển thị: Là màn hình LCD có độ phân giải 33x181 pixel. Số dòng

hiển thị là 2 dòng. Số kí tự hiển thị lớn nhất là 40.

- Cổng giao tiếpTD200 và PLC: Cổng RS485, có 9 chân giao tiếp giữa TD200

và PLC qua cáp TD/CPU.

- Nguồn cung cấp: Có thể cấp cho TD200 theo 2 cách:

Nguồn cấp chung: Cấp nguồn cho TD200 thông qua cáp TD/ CPU ( chiều dài

2,5m).

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Nguồn cấp riêng: Cấp nguồn cho TD200 thông qua đầu nối bên phải TD200 (

được sử dụng khi khoảng cách giữa TD200 và CPU lớn hơn 2,5m).

- Cáp TD/ CPU:

- Phím: Gồm có 9 phím được chia lam 2 loại: Phím hệ thống và phím chức

năng.

- Phím hệ thống ( 5 phím) gồm các phím sau: shift, esc, enter, up, down.

Phím chức năng ( 4 phím) gồm 8 chức năng từ F1 đến F8. Mỗi phím được

gắn với một bit trong vùng nhớ M của PLC nghĩa là các phím từ F1 đến F8 được

gắn với 1 byte trong vùng nhớ M. Khi 1 phím được ấn thì bit tương ứng sẽ được

set và bit này chỉ được reset bằng chương trình trong PLC.

c. Giao tiếp TD200 và CPU:

- Giao tiếp TD200 và 1 CPU.

- Giao tiếp TD200 và nhiều CPU: Một mạng PLC đơn giản gồm có 2 PLC S7-

200 và 2 TD200, mỗi PLC giao tiếp với 1 TD200. Mỗi thiết bị được định một

địa chỉ.

Ta cũng có thể giao tiếp giữa 1 PLC và nhiều TD200. Trong trường hợp này,

vùng dữ liệu của mỗi TD200 phải được định nghĩa tại những vùng nhớ V khác

nhau.

Lưu ý: Địa chỉ của CPU và TD200 trên mạng.

2.2 Cài đặt thông số cho màn hình TD200.

2.2.1 Phần mềm lập trình:

Phần mềm để lập trình cho TD200 cũng chính là phần mềm để lập trình cho

S7-200: STEP7 Microwin.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

2.2.2 Các bước lập trình TD200:

a) Các bước thực hiện:

- Bước 1: Khởi động chương trình STEP7 Microwin, trên thanh Menu, chọn

Tools, sau đó chọn TD200 Wizard.

- Bước 2: Chọn ngôn ngữ và kiểu kí tự hiển thị.

- Bước 3: Lựa chọn có cho hiển thị các chức năng Time, Force, Password?

- Bước 4: Chọn các bit M tương ứng với các phím chức năng và chọn tốc độ

giao tiếp giữa PLC và TD200.

Giao tiếp giữa các bit M và các phím chức năng được thực hiện theo nguyên

tắc như sau:

Tốc độ giao tiếp giữa PLC và TD200 nên chọn : As fast as possible.

- Bước 5: Chọn số Message hiển thị và số kí tự hiển thị trên 1 Messsge.

TD200 có thể cho hiển thị tối đa là 80 Message. Ta có thể định dạng số kí tự

hiển thị trên 1 Message là 20 hoặc 40 kí tự.

- Bước 6: Chọn vùng nhớ V dùng để định dạng cho TD200.

Ta cần quan tâm đến các thông số sau:

+ Địa chỉ vùng định nghĩa cho các thông số của TD200. Vùng này thường

chiếm 12 byte hay 14 byte ( tuỳ vào kiểu kí tự ta chọn hiển thị trên TD200)

trong vùng nhớ V.

+ Địa chỉ vùng nhớ điều khiển hiển thị Message trên TD200. Mỗi message có 1

bit tương ứng để cho phép message có được hiển thị hay không. Khi bit được set

bằng chương trình của PLC thì message tương ứng sẽ được hiển thị trên TD200,

ngược lại khi bit được reset thì message tương ứng sẽ mất.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

+ Địa chỉ vùng nhớ thông tin của message: Mỗi kí tự trên message sẽ có một

địa chỉ byte tương ứng trên PLC, điều này có nghĩa là nếu ta muốn hiển thị bao

nhiêu kí tự trên message thì ta sẽ phải mất đi số byte tương ứng của vùng nhớ V

trên PLC để lưu trữ thông tin của message.

Lưu ý: Ta không được lựa chọn trùng địa chỉ của 3 vùng nhớ nói trên, nếu ta

chọn trùng thì chương trình sẽ thông báo và không cho ta thực hiện những bước

tiếp theo.

- Bước 7: Tạo các message.

Mỗi message có thể có một trong các chức năng như sau: Chỉ hiển thị text, Hiển

thị giá trị các biến trên PLC, Cho nhập giá trị vào các biến của chương trình,

Yêu cầu xác nhận sự xuất hiện của message.

Ví dụ: Tạo 3 message, mỗi message có 40 kí tự.

Địa chỉ vùng định nghĩa cho các thông số của TD200: VB0 đến VB14.

Địa chỉ vùng nhớ điều khiển hiển thị message trên TD200: VB14.

Địa chỉ vùng nhớ thông tin của message: VB40 đến VB159.

* Message 1: Chỉ cho hiển thị Text.

Message 1 gồm 40 kí tự bắt đầu từ địa chỉ VB40, bit điều khiển cho message

hiển thị là V14.7.

Sau khi định dạng xong message 1, nhấn nút Next Message để vào message 2.

* Message 2: Cho hiển thị giá trị các biến trên PLC và nhập giá trị vào các biến

của chương trình.

Message 2 gồm 40 kí tự bắt đầu từ địa chỉ VB80, bit điều khiển cho message

hiển thị là V14.6 .

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Muốn hiển thị giá trị một biến trong PLC thì ta thực hiện như sau: Đặt con trỏ

ở vị trí muốn hiển thị ( ví dụ vị trí mũi tên như hình vẽ), sau đó nhấn nút

Embedded Data. Màn hình sẽ xuất hiện hộp thư thoại như sau:

Trên hộp thư thoại này ta phải khai báo các phần như sau:

+ Định dạng kiểu dữ liệu: ở đây ta có 3 lựa chọn là không có dữ liệu, dữ liệu

dạng Word và dữ liệu dạng Double Word.

+ Kiểu hiển thị là có dấu hay không dấu.

+ Chọn số kí tự hiển thị bên phải dấu chấm.

+ Cho phép nhập giá trị ( User is allowed to edit this data) hay yêu cầu xác nhận

message hay không ( User must acknowledge message )?

Ngoài ra, hộp thoại còn cho ta biết địa chỉ của dữ liệu cần hiển thị.

Ở hộp thoại trên thì kiểu dữ liệu dạng Word, hiển thị có dấu và có 1 chữ số hiển

thị sau dấu chấm, không yêu cầu xác nhận message và không cho phép nhập giá

trị, địa chỉ của dữ liệu cần hiển thị là VW98.

Sau khi đã khai báo xong thì ấn OK xác nhận và trở về hộp thoại trước đó.

Lúc này ta quan sát thấy từ vị trí con trỏ có 4 ô ( 4 byte) bị bôi xám.

Tiếp theo, muốn nhập giá trị vào một biến của chương trình thì ta cũng đặt

cho con trỏ vào vị trí muốn nhập, sau đó nhấn Embedded Datd, hộp thoại như

trên lại xuất hiện.

Như hộp thoại trên ta chọn kiểu dữ liệu Double Word, kiểu hiển thị Real, có

1 chữ số hiển thị sau dấu chấm, địa chỉ của dữ liệu là VD116.

Ngoài ra, muốn nhập giá trị vào biến của chương trình thì ta check vào lựa

chọn cho phép nhập dữ liệu. Sau khi check vào lựa chọn này thì hộp thoại thông

báo cho ta biết bit xác nhận sau nhập dữ liệu.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Nếu ta muốn người vận hành cần nhập password khi thay đổi biến của

chương trình thì ta check vào lựa chọn “ Should the user edit or data be

Password-protected? “ .

Sau khi thực hiện xong các khai báo ta ấn OK xác nhận và trở về hộp thoại

trước đó.

Lúc này trên hộp thoại sẽ có thêm 6 ô được bôi xám.

Lưu ý: Khi ta muốn cho hiển thị hay nhập một giá trị vào các biến của PLC thì

trước tiên ta phải gắn các giá trị này vào message bằng cách đặt con trở ở vị trí

thích hợp và nhấn nút Embedded Data trên hộp thoại. Sau đó ta khai báo kiểu dữ

liệu, kiểu hiển thị và các chọn lựa; TD200 sẽ dành ra 2 byte để lưu trữ những

khai báo này.

Nếu ta chọn kiểu dữ liệu là Word thì ta cần thêm 2 byte để lưu giá trị và nếu

ta chọn kiểu dữ liệu là Double Word thì ta cần 4 byte để lưu giữ giá trị. Điều này

có nghĩa là nếu ta muốn gắn 1 giá trị Word vào message thì ta cần 4 byte, nếu ta

muốn gắn 1 gia trị Double Word vào message thì ta sẽ cần 6 byte.

* Message 3: Yêu cầu người vận hành xác nhận khi message xuất hiện.

Message 3 gồm 40 kí tự bắt đầu từ địa chỉ VB120, bit điều khiển cho message

hiển thị là V14.5.

Đặt con trỏ vào vị trí mũi tên, sau đó nhấn Embedded Data, một hộp thoại

xuất hiện. Ta check vào lựa chọn yêu cầu xác nhận ( User must acknowledge ),

sau đó nhấn OK để quay về hộp thoại trước đó.

Lúc này ta thấy trên hộp thoại có 2 ô được bôi đen, đây chính là 2 byte dùng

để định nghĩa, và trên hộp thoại cũng cho ta biết bit xác nhận là V158.1, bit này

sẽ được set lên 1 khi ta nhấn Enter để xác nhận message.

- Bước 8: Ta nhấn Finish để kết thúc.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Sau khi hoàn thành các bước trên định dạng cho TD200, để TD200 có thể

hoạt động theo ý muốn thì ta phải viết chương trình điều khiển trên PLC.

b. Xét ví dụ:

Ví dụ: Tạo 3 message như đã thực hiện ở trên. Viết chương trình điều khiển

TD200 như sau:

- Khi bật CPU sang chế độ Run thì message 1 xuất hiện.

- Nhấn F1 để cho hiển thị message 2.

- Nhấn Enter để nhập giá trị SETPOINT, sau đó nhấn Enter để xác nhận giá trị

nhập và hiển thị message 3.

- Nhấn Enter để xác nhận message 3 đồng thời hiển thị message 1.

- Nhấn F2 để cho hiển thị cả 3 message.

- Nhấn F3 để tắt cả 3 message.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 3. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG BĂNG TẢI ĐẾM SẢN PHẨM

3.1 Động cơ và hệ thống băng tải.

3.1.1 Động cơ.

a. Khái quát về động cơ chạy băng tải.

Động cơ là một phần không thể thiếu được trong hệ thống. Động cơ điện được

dùng trong dây truyền băng tải thường không yêu cầu điều chỉnh tốc độ băng tải.

Động cơ diều chỉnh tốc độ băng tải:

- Động cơ điện một chiều có điều khiển tốc độ.

- Động cơ VS : Gồm động cơ xoai chiều 3 pha không đồng bộ trên trục rôto

gắn ống lót , trên trục truyền chuyển động có nam châm điện làm khớp lối từ và

một máy phát tốc . Điều chỉnh tốc động nhờ mạch điện tử công suất sẽ làm thay

đổi dòng cấp cho li hợp từ làm thay đổi lực điện từ giữa nam châm điện với ống

lót gắn trên trục động cơ làm cho trục truyền chuyển động quay theo.

- Động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha : Điều chỉnh tốc độ nhờ bộ

điều khiển thông minh Biến tần.

Động cơ điều khiển tâm băng tải : thường dùng động cơ không đồng

bộ xoay chiều 3 pha kéo trục chỉnh tâm nhờ hộp điều tốc và trục Vitme. Ngoài

ra điều chỉnh tâm băng tải có thể sử dụng van điện từ điều khiển pittông xilanh

kéo trục điều khiển tâm băng tải.

Động cơ điều khiển sức căng băng tải nhờ hệ thông cảm biến sức căng,

cảm biến quang, cảm biến vị trí để điều khiển căng trùng băng tải. Động cơ điều

khiển căng trùng băng tải có thể sử dụng động cơ không đồng bộ xoay chiều 3

pha, động cơ 1 chiều. Với dây truyền băng tải sử dụng động cơ 1 chiều làm động

cơ căng trùng băng tải thì thông thường có sử dụng thêm nguồn 1 chiều riêng để

làm trùng băng tải khi mất điên đột ngột khi máy đang hoạt động nguồng 1

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

chiều nay thường là ắc quy. Khi máy đang hoạt động ma mất điện thì phải bật

nguồn 1 chiều cấp cho động cơ làm trùng băng tải để bảo vệ băng tải.

Hình 3.1 Một số động cơ sử dụng trong hệ thống băng tải. b. Thông số kỹ thuật của động cơ chạy băng tải.

Động cơ chạy băng tải được chọn theo bảng thông số của “ Hệ thống quản lý

chất lượng ISO 9001 : 2000 “ . Theo bảng 1 ( Có kèm theo).

Theo bảng ta chọn loại động cơ sau:

- Động cơ roto lồng sóc có tần số f= 50Hz.

- Kiểu 4K90L2.

- Công suất P = 3,0 KW.

- Tốc độ n = 2870 Vg/ Ph.

- Điện áp / Y là U = 220/ 380 V.

- Dòng điện I = 10,7/ 6,2 A.

- Hiệu suất % = 84,5%.

- Hệ số công suất Cos = 0,88.

- Tỉ số momen cực đại: Mmax/ Mdd = 2,2.

- Tỉ số momen khởi động: Mkđ/ Mdd = 2,0.

- Tỉ số dòng điện khởi động: Ikđ/ Idd = 6,0.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Cấp bảo vệ là 44.

- Cấp cách điện là cấp F.

- Chế độ làm việc: S1.

- Khối lượng là m = 27 Kg.

3.1.2 Thông số kỹ thuật của Băng tải.

a. Năng suất của băng tải :

Kg ) s

- Được tính theo công thức : Q =.v (

3600 v .. 1000

Hay Q = = 3,6..v (tấn/h)

Trong đó:

 - khối lượng tải theo chiều dài (Kg/ m).

v – Vận tốc di chuyển của băng tải (m/s).

Trong bài toán của chương trình cần lập trình điều khiển thì là hệ thống ở đây

là điều khiển công đoạn đếm số lượng táo để trong một thùng táo nên ta có các

thông số sau:

- Có  = 6 ( Kg/ m).

- Có v = 5 (m/ s).

Vậy năng xuất của băng tải sẽ là: Q = 3,6 x 6 x 5 = 108 ( Kg/ s).

b. Khối lượng tải theo chiều dài của băng tải.

Khối lượng tải theo chiều dài của băng tải được tính theo biểu thức:

 = S .  . 103

Trong đó :

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

 : Khối lượng riêng của vật liệu (tấn/m3).

S : Tiết diện ngang của vật liệu trên băng tải (m2).

Từ điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống ta chọn băng tải có

kích thước như sau: Bề dầy từ 2mm  15mm, chiều rộng từ 1200mm 

2100mm.

Hình 3.2 Hệ thống băng tải trong phòng thí nghiệm.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 3.3 Mô hình hệ thống băng tải.

3.2 Bộ điều khiển PLC S7-200, Màn hình TD200.

Đối với hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200, CPU

214 là phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kinh tế.

3.2.1 Bộ điều khiển PLC S7-200.

Hình 3.4 Bộ PLC S7-200. Bộ nhớ của PLC S7-200 có tính năng động cao, có thể đọc và ghi được trong

toàn vùng, ngoại trừ các bit nhớ đặc biệt có ký hiệu ( SM) chỉ có thể truy cập để

đọc. Bộ nhớ có 1 tụ nhớ để giữ thế nuôi, duy trì trong khoảng thời gian mất điện.

Bộ nhớ của S7-200 được chia thành 4 vùng.

- Vùng chương trình: Là vùng lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc

kiểu không bị mất dữ liệu, đọc/ ghi được.

- Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các thông số như: Từ khoá, địa chỉ trạm cũng

như vùng nhớ chương trình vùng tham số thuộc kiểu đọc/ ghi được.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Vùng dữ liệu: Dùng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả

các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền

thông, một phần của vùng nhớ này thuộc kiểu non-volatile.

- Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ ra tương

tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không kiểu non-volatile nhưng

đọc/ ghi được.

a. Các Module của PLC S7-200.

* Cấu trúc của CPU 214.

Hình 3.5 PLC S7-200 CPU 214. Trong đó:

1. Chân cắm cổng ra.

2. Chân cắm cổng vào.

3. Các đèn trạng thái: SF, RUN, STOP.

4. Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng vào.

5. Cổng truyền thông.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

6. Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng tháI tức thời của cổng ra.

7. Công tắc.

- Chế độ làm việc: Công tắc chọn chế đọ làm việc có 3 vị trí RUN, STOP,

TERM.

- Chỉnh định tương tự: Núm điều chỉnh tương tự đặt dưới nắp đậy cạnh

cổng ra, núm điều chỉnh tương tự cho phép điều chỉnh tín hiệu tương tự,

góc quay được 270 độ.

- Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: nguồn pin được tự động chuyển sang trạng thái

tích cực khi dung lượng nhớ bị cạn kiệt và nó thay thế để dữ liệu không bị

mất.

- Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS-485

với phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình

hoặc với các PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600

boud. * Các chân của cổng truyền thông là.

Hình 3.6 Cổng truyền thông.

1. Nối đất.

2. Nguồn 24V DC.

3. Truyền và nhận dữ liệu.

4. Không dùng.

5. Nối đất.

6. Nguồn 5V DC ( Điện trở trong 100).

7. Nguồn 24V DC ( 120 mA).

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

8. Truyền và nhận dữ liệu.

9. Không dùng.

* Với CPU 214.

- Có 14 cổng vào và 10 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 7 module bao

gồm cả module Analog.

- Tổng số cổng vào ra cực đại là: 64 vào, 64 ra.

- Có 2048 từ đơn ( 4Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ ghi không đổi để lưu

chương trình ( Vùng nhớ giao diện với EFROM).

- Có 2048 từ đơn ( 4Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ ghi để ghi dữ liệu, trong đó

có 512 từ đầu thuộc miền không đổi.

- Có 128 bộ thời gian ( Times) chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4

bộ 1ms, 16 bộ 10ms, 108 bộ 100ms.

- Có 128 bộ đếm chia làm hai loại: Chỉ đếm tiến, vưa đếm tiến vừa đếm lùi.

- Có 688 bit nhớ đặc biệt để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.

- Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: Ngắt truyền thông, Ngắt theo sườn lên

hoặc sườn xuống, Ngắt thời gian, Ngắt của bộ đếm tốc độ cao và Ngắt truyền

xung.

- Có 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz.

- Có 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.

- Có 2 bộ điều chỉnh tương tự.

- Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190h khi

PLC bị mất nguồn cung cấp.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Ta chọn bộ PLC S7-200, CPU 214 có thông số trên để cho phù hợp và được

hiệu quả cao nhất trong hệ thống, để đảm bảo cả về yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu

về kinh tế.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

3.2.2 Màn hình TD200.

Ta chọn loại màn hình TD200 có các thông số như sau:

- Màn hình LCD có độ phân giải 33x181 pixel.

- Số dòng hiển thị là 2 dòng.

- Số kí tự hiển thị lớn nhất là 40 kí tự.

- Cổng giao tiếp RS485.

- Có 9 chân giao tiếp giữa TD200 và PLC qua cáp TD/ CPU.

- Nguồn cấp: Có 2 loại

+ Nguồn chung: Cấp cho TD200 thông qua cáp ( chiều dài là 2.5m).

+ Nguồn cấp riêng: Cấp cho TD200 thông qua đầu nối bên phải TD200 ( được

sử dụng khi khoảng cách giữa TD200 và CPU lớn hơn 2.5m).

- Gồm có 9 phím:

+ Phím hệ thống: Shift, ESC, Enter, Up, Down.

+ Phím chức năng: Gồm 4 phím, nhưng thực hiện 8 chức năng từ phím F1 đến

F8.

3.3 Cảm biến.

3.3.1 Khái quát chung về cảm biến.

Cảm biến là các phần tử nhạy cảm dùng để biến đổi các đại lượng đo lường,

kiểm tra hay điều khiển từ dạng này sang dạng khác thuận tiện hơn cho việc tác

động của các phần tử khác. Cảm biến thường sử dụng ở khâu đo lường và kiểm

tra. Các loại cảm biến được sử dụng rộng rãi trong tự động hoá các quá trình sản

xuất và điều khiển tự động các hệ thống khác nhau.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 3.7 Cảm biến quang. Các nguyên nhân ảnh hưởng tới sai số:

Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan ảnh hưởng tới sai số. Trong

thực tế người ta đưa ra các tiêu chuẩn và các điều kiện kĩ thuật để hạn chế mức

độ ảnh hưởng này trong phạm vi cho phép.

Sai số ở giá trị định mức do yếu tố của bên ngoài gọi là sai số cơ bản. Nếu

yếu tố của bên ngoài vượt ra khỏi giới hạn định mức thì xuất hiện sai số phụ. Để

giảm sai số phụ phải giảm độ nhạy của cảm biến với yếu tố ngoài hoặc hạn chế

ảnh hưởng của chúng bằng màn chắn hay môi trường khác.

3.3.2 Các yêu cầu của cảm biến

- Có dải thay đổi đại lượng vào cần thiết.

- Thích ứng và thuận tiện với sơ đồ đo lường, kiểm tra.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Ảnh hưởng ít nhất đến đại lượng đầu vào.

- Có quán tính nhỏ.

3.3.3 Phân loại.

Cảm biến quang điện có hai loại:

- Hoạt động khi mất ánh sáng chiếu vào bộ thu do bị che chắn.

- Hoạt động khi có ánh sáng chiếu vào bộ thu.

Khi lắp đặt , cần bố trí bộ phát và bộ thu đối diện thẳng trục “ nhìn nhau “.

Nếu cấp nguồn cho bộ phát, đèn hồng ngoại sẽ phát tia tới bộ thu.

Phototransistor của bộ thu sẽ nhận tia hồng ngoại và dẫn dòng, tạo mức cao ở lối

ra. Khi có vật che chắn ở giữa bộ phát và bộ thu, tia hồng ngoại từ đầu phát

không tới được bộ thu, Phototransistor không dẫn ở lối ra bộ thu có mức thấp.

Trên bộ thu có gắn đèn LED báo trạng thái thu tín hiệu. Khi lắp đặt cần điều

chỉnh bộ thu và phát sao cho đèn báo sáng, khi có đèn thu và đèn phát là chuẩn

trục. Một số đặc trưng cơ bản của cảm biến:

- Khoảng cách thu 3m.

- Đặc trưng thời gian Max. 3ms.

- Nguồn nuôi từ 12  24 V DC  10% ( Độ mấp mô đỉnh - Đỉnh max.10%).

- Độ nhạy là cố định.

- Kiểu làm việc: Dark On.

- Lối ra: NPN – Collector hở, Vmax= 30V, Imax= 100mA, Thế dư max = 1V.

- Chỉ thị là LED màu đỏ.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

3.3.4 Thông số của cảm biến trong hệ thống.

Cảm biến sử dụng trong hệ thống ta chọn cảm biến có các thông số như sau

để đảm bảo đúng theo yêu cầu của hệ thống:

- Khoảng cách phát hiện: 10 +3 mm.

- Kích thước điểm phát hiện: 1mm x5mm.

- Nguồn cấp: 12-24 VDC.

- Đầu ra: 2 đầu ra NPN hoặc PNP – có mạch bảo vệ.

- Thời gian đáp ứng: 15 s.

- Màn hình hiển thị 4 led.

3.4 Các thiết bị khác.

Các thiết bị khác sử dụng trong hệ thống bao gồm: Dây đai để truyền chuyển

động từ động cơ cho chạy băng tải, các contăctor để điều khiển động cơ làm việc

theo đúng yêu cầu truyền động của hệ thống, ngoài ra còn nhiều các thiết bị

khác phụ trợ cho hệ thống khác nữa.

3.5 Mô hình kết nối hệ thống.

Mô hình kết nối của PLC với màn hình hiển thị TD 200 được kết nối như hình vẽ.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 3.8 Kết nối CPU và TD200

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Hình 3.9 Kết nối truyền thông S7-200 và TD200

Hình 3.10 Cách lắp TD200 với CPU và module EM235

CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

4.1 Mô tả hệ thống.

11 9

4 3 2 1 . .

. .

. . . 10

1 .

5 8

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

6 12

Hình 4.1 Mô hình đếm sản phẩm dùng PLC S7-200. Ghi chú:

1: Thùng hàng không có sản phẩm 1.

2: Thùng hàng không có sản phẩm 2.

3: Thùng hàng không có sản phẩm 3.

4: Thùng hàng không có sản phẩm 4.

5: Động cơ chạy băng tải 1.

6: Động cơ chạy băng tải 2.

7: Động cơ chạy băng tải 3.

8: Băng tải 1.

9: Băng tải 2.

10: Băng tải3.

11: Sản phẩm.

12: Các thùng đã có sản phẩm.

13: Các cảm biến.

Hệ thống băng tải đếm sản phẩm dung PLC S7-200 hiển thị màn hình TD200

bao gồm:

- Một bộ PLC S7-200, CPU 214 với các thông số đã chọn.

- Một màn hình TD200 với các thông số đã chọn ở trên.

- Có 3 Băng tải: Băng tải 1 ( Dùng để đưa thùng đến vị trí cho sản phẩm vào);

Băng tảI 2 ( Dùng để đưa sản phẩm đến thùng); Băng tải 3 ( Dùng để đưa thùng

đã có sản phẩm đi đến nơi đóng hộp).

- Có 3 Động cơ: Động cơ 1 ( Chạy băng tải 1); Động cơ 2 ( Chạy băng tải 2);

Động cơ 3 ( Chạy băng tải 3).

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Có 3 Cảm biến: Cảm biến 1 ( Cảm biến thùng đến vị trí để đưa sản phẩm vào

thùng); Cảm biến 2 ( Cảm biến đếm số sản phẩm vào thùng); Cảm biến 3 ( Cảm

biến thùng đã có sản phẩm để đưa đến nơi đóng gói).

Ngoài ra còn một số thiết bị khác đi kèm theo để đảm bảo hệ thống hoạt động

theo đúng yêu cầu công nghệ.

4.2 Trình tự các bước lập trình.

4.2.1 Viết chương trình.

Bài toán đặt ra có rất nhiều cách thực hiện khác nhau để cùng đạt được hiệu quả

theo yêu cầu kỹ thuật. Sau đây là một số chương trình viết để điều khiển hệ

thống làm viêc theo yêu cầu.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

* Điều khiển hệ thống băng tải đếm sản phẩm dùng PLC S7-200.

I0.0

I0.4

Q0.0 ( )

Q0.0

Network 1:

T37

Q0.0 Q0.2

+30

IN TON PT

Network 2:

T37 Q0.1 ( )

Q0.1

Network 3:

I0.3 I0.1

I0.2

Q0.2

I0.0 T37

CU CTU R PV

Network 4:

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

I0.3 I0.2

I0.1

I0.0 C0

I0.2

Q0.2

I0.0 T37

+100

CU CTU R PV

Network 5:

T38 C1

Q0.2 ( )

Q0.2

Network 6:

T38

Q0.2

+30

IN TON PT

Network 7:

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

C0 I0.1 I0.3

I0.0 T37

Network 8:

+100

CU CTU R PV

C0 I0.2 I0.3

P Q0.3 ( )

I0.0 T37

+100

CU CTU R PV

Network 9:

Hệ thống làm việc như sau:

- Số sản phẩm cần đếm cho mỗi thùng là 10. Trong đó có số sản phẩm dài và

ngắn không vượt quá 3 sản phẩm trong số 10 sản phẩm cho mỗi thùng hàng.

- Quá trình bắt đầu khi ta ấn nút khởi động hệ thống.

- Cho T1 = 3s, sau đó cho phép loại sản phẩm vào, quá trình làm việc bắt đầu.

Nếu hệ thống phát hiện có sản phẩm không đúng yêu cầu thì hệ thống sẽ loại ra

và tiếp tục đếm đến khi đủ số sản phẩm yêu cầu, khi đã đủ số sản phẩm thì hệ

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

thống cảm biến sẽ làm việc và đưa thùng hàng đã có đủ số sản phẩm đi đến nơi

đóng gói. Quá trình cứ như thế diễn ra theo vòng khép kín.

Tuy nhiên đây là bài toán phức tạp so với yêu cầu của đề tài được giao nên ta

lựa chọn phương án khác để đạt được đúng yêu cầu của đề tài để đảm bảo được

cả về mặt kỹ thuật và cả về mặt kinh tế.

* Điều khiển hệ thống băng tải đếm sản phẩm dùng PLC S7-200 hiển thị

màn hình TD200.

Chương trình điều khiển cho hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC

S7-200 hiển thị màn hình TD200 theo đúng yêu cầu được viết như sau:

Netword 1:

I0.4 Q0.2 M0.1 Q0.1 Q0.0 ( )

M0.0

Q0.0

Network 2:

Q0.0

Network 3:

M0.0 ( R ) 1 I0.2 Q0.0 M0.1 C0 Q0.1 ( )

Q0.1

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Network 4: C0

I0.3

I0.4

M0.1

+20

CU CTU R PV

Network 5:

C0 M0.1 I0.4 Q0.2 ( )

Q0.2

Hệ thống hoạt động như sau:

- Số sản phẩm cần đếm là 20 quả táo cho mỗi thùng hàng.

- Khi hệ thống bắt đầu làm việc thì hệ thống băng tải đưa thùng vào vị trí để

đếm số sản phẩm vào thùng, khi sản phẩm đã đủ thì các cảm biến sẽ đưa thùng

hang đã có đủ sản phẩm đi đến nơi đóng gói.

- Quá trình cứ như vậy lặp lại theo vòng khép kín.

Đây là chương trình phù hợp với các yêu cầu của đề tài đề ra. Ta sẽ lựa chọn

chương trình này vì nó phù hợp với yêu cầu của hệ thống.

4.2.2 Vận hành hệ thống.

Hệ thống được làm việc như sau:

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

- Ta kết nối phần cứng của hệ thống rồi cấp nguồn cho hệ thống làm việc. Khai

báo phần cứng của PLC đã chọn, viết chương trình như đã viết ở trên, sau đó đổ

chương trình đã viết lên PLC. Sau đó quan sát hệ thống làm việc.

- Ta ấn nút Start ( F1 trên màn hinh TD200 ứng với tiếp điểm M0.0 trong

chương trình đã viết) để hệ thống bắt đầu làm việc, đèn Run trên PLC sáng.

Động cơ chạy băng tải thùng không có sản phẩm làm việc ( đèn Q0.0 trên PLC

sáng) Băng tải đưa thùng không có sản phẩm vào vị trí để đến vị trí đếm sản

phẩm cho vào thùng hàng. Lúc này khi thùng hàng đã đến vị trí thì cảm biến

thùng sẽ tác động làm cho hệ thống băng tải chạy thùng ngừng lại, đồng thời

động cơ chạy băng tải đếm số sản phẩm bắt đầu làm việc ( đèn Q0.1 trên PLC

sáng), cảm biến sản phẩm bắt đầu làm việc sẽ đếm đủ 20 sản phẩm thì dừng lại,

sản phẩm được đưa vào thùng. Khi sản phẩm đã đủ thì hệ thống băng tải đưa sản

phẩm đến sẽ ngừng làm việc, đồng thời cảm biến thùng đã có sản phẩm làm việc

cấp điện cho động cơ chạy băng tải thùng đã có sản phẩm chạy ( đèn Q0.2 trên

PLC sáng) đưa thùng hàng đến nơi đóng gói. Lúc này cảm biến thùng đến vị trí

đóng gói sẽ làm việc và đóng mạch cấp điện trở lại cho động cơ chạy băng tải có

thùng hàng không làm việc ( đèn Q0.0 trên PLC sáng). Quá trình cứ như vậy

được lặp lại theo một vòng khép kín.

- Để dừng chương trình ta ấn nút F2 ( trên màn hình TD200 ứng với tiếp điểm

M0.1 trong chương trình đã viết), lúc này hệ thống dừng lại.

Khi hệ thống đang làm việc thì ta ấn bất cứ nút nào hệ thống cũng không làm

việc mà chỉ khi ta ấn nút dừng toàn bộ hệ thống thì hệ thống thì mạch mới tác

động.

4.2.3 Giám sát hoạt động của chương trình.

Khi hệ thống làm việc thì ta quan sát các đèn sáng trên PLC có đúng với yêu

cầu hay không. Nếu không đúng theo yêu cầu thì phải điều chỉnh lại chương

trình và hệ thống sao cho phù hợp với yêu cầu đã đề ra.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

KẾT LUẬN --------

Trong khoảng thời gian thực hiện đề tài đã bổ xung cho em đã thực hiện

những kiến thức cần thiết về PLC và thu thập được những bài học thực tiễn về

một hệ thống tự động hoá trong công nghiệp. Từ đó, em rút ra được một số kết

luận như sau:

Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất là điều quan trọng nó

không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn góp phần đẩy mạnh công nghiệp

hoá, hiện đại hoá đất nước, nâng cao đời sống nhân dân.

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-200 là một trong những thiết bị

tự động hoá mang lại hiệu quả kinh tế tối ưu và ngày càng được sử dụng khá

phổ biến. Việc ứng dụng PLC S7-200 vào điều khiển hệ thống còn khá mới mẻ

đối với sinh viên, kỹ sư mới ra trường, trong giai đoạn đầu của quá trình nghiên

cứu với khoảng thời gian ngắn em thực hiện đề tài trên cơ sở các nội dung cơ

bản về lý thuyết của PLC và ứng dụng để viết chương trình điều khiển hệ thống

thông thường. Do điều kiện kinh tế không cho phép nên em không tiến hành thi

công mô hình của hệ thống, nhưng để chắc chắn chương trình ứng dụng đã hoạt

động em đã mô phỏng trên phần mềm của PLC S7-200.

Trong một thời gian ngắn, với khối lượng công việc nhiều, em đã nỗ lực cùng

với sự chỉ dẫn của thầy Nguyễn Tiến Hưng và sự góp ý của bạn bè cuối cùng đề

tài đã hoàn thành được đúng tiến độ đáp ứng yêu cầu, mục đích mong muốn.

Với những han chế về mặt khách quan và chủ quan một số vấn đề không được

tìm hiểu quan tâm đầy đủ. Vì vậy sự thiếu sót của đề tài là không thể tránh được

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

trong quá trình thực hiện đề tài. Em rất mong có sự đóng góp ý kiến của thầy cô

và các bạn để em có thể hoàn thiện hơn ở những lần sau. Em xin chân thành cảm

ơn !.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cơ sở tự động hoá (Tập 1).

Tác giả: TS Nguyễn Văn Hoà.

Nhà xuất bản giáo dục-2000.

2. Giáo trình PLC S7-200 và S7-300.

Tác giả: ThS. Lê Văn Bạn.

KS Lê Ngọc Bích.

3. Trên mạng Internet.

Các trang web: http//.www.vihem.com.vn

http//.www.vast.ac.vn/index

http//.www.vnexpress.net

http//.www.aseate.com

http//.www.vista.gov.vn

http//.www.hiendaihoa.com

4. Các chức năng chuyên dùng trên S7-200.

Biên soạn: Lâm Tăng Đức.

Nguyễn Kim Anh.

GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

Luận văn: Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Đồ án

Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

LỜI NÓI ĐẦU --------

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Mục lục

Lêi nãi ®Çu ................................................................................................................. 5

Ch­¬ng 1. Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn. .................................................... 9

Ch­¬ng 2. Kh¸i qu¸t chung vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn ............................................. 27

Ch­¬ng 3. TÝnh chän thiÕt bÞ hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm ............................ 36

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Ch­¬ng 4. LËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng ............................................................... 50

KÕt luËn .................................................................................................................... 59

Tµi liÖu tham kh¶o ................................................................................................... 60

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Ch­¬ng 1. .................................................................................................................. 9

Ch­¬ng 2. ................................................................................................................ 27

Ch­¬ng 3. ................................................................................................................ 36

Ch­¬ng 4. ................................................................................................................ 50

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÀN HÌNH ĐIỀU KHIỂN

a. Giới thiệu chung.

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

b. Cấu tạo phần cứng.

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

b. Xét ví dụ:

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 3. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG BĂNG TẢI ĐẾM SẢN PHẨM

a. Khái quát về động cơ chạy băng tải.

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

3.1.2 Thông số kỹ thuật của Băng tải.

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

Các thiết bị khác sử dụng trong hệ thống bao gồm: Dây đai để truyền chuyển

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3

CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

Ch¬ng 1. Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn. .................................................... 9

Ch¬ng 2. Kh¸i qu¸t chung vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn ............................................. 27

Ch¬ng 3. TÝnh chän thiÕt bÞ hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm ............................ 36

Ch¬ng 4. LËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng ............................................................... 50

Ch¬ng 1. .................................................................................................................. 9

Ch¬ng 2. ................................................................................................................ 27

Ch¬ng 3. ................................................................................................................ 36

Ch¬ng 4. ................................................................................................................ 50