Hướng Dẫn Chi Tiết Thiết Kế Hệ Thống Cân Điện Tử Sử Dụng PLC

Luận văn thiết kế hệ thống cân dùng PLC hướng dẫn chi tiết quy trình thiết kế, lập trình và ứng dụng PLC trong hệ thống cân điện tử hiệu quả.

• Chuyên ngành: Tự động hóa
• Đề tài: Hướng dẫn thiết kế hệ thống cân điện tử sử dụng PLC hiệu quả
• Loại tài liệu: Tài liệu hướng dẫn

Tóm tắt

I. Thiết kế hệ thống cân điện tử

Việc thiết kế hệ thống cân điện tử là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa nhiều yếu tố kỹ thuật. Hệ thống này không chỉ đơn thuần là một thiết bị đo lường, mà còn là một phần quan trọng trong quy trình tự động hóa trong công nghiệp. Các cảm biến được sử dụng trong hệ thống này cần phải có độ chính xác cao để đảm bảo rằng các số liệu thu được là đáng tin cậy. Theo một nghiên cứu, độ chính xác của hệ thống cân điện tử có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng PLC trong thiết kế này giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển và giám sát, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống.

1.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân

Hệ thống cân điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý đo lường trọng lượng thông qua các cảm biến. Các cảm biến này chuyển đổi lực tác động thành tín hiệu điện, sau đó tín hiệu này được xử lý bởi PLC. Việc lập trình PLC cho phép điều khiển chính xác các thông số của hệ thống, từ đó đảm bảo rằng các kết quả đo lường là chính xác và đáng tin cậy. Theo một báo cáo, việc sử dụng PLC trong hệ thống cân điện tử không chỉ giúp cải thiện độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian phản hồi của hệ thống. Điều này rất quan trọng trong môi trường sản xuất hiện đại, nơi mà tốc độ và độ chính xác là yếu tố quyết định thành công.

II. Ứng dụng của PLC trong cân điện tử

Việc sử dụng PLC trong hệ thống cân điện tử mang lại nhiều lợi ích. PLC cho phép lập trình linh hoạt, giúp dễ dàng thay đổi các thông số và quy trình hoạt động của hệ thống. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng cân công nghiệp, nơi mà các yêu cầu về sản phẩm có thể thay đổi thường xuyên. Hệ thống có thể được lập trình để tự động điều chỉnh theo các tiêu chuẩn mới mà không cần phải thay đổi phần cứng. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng PLC trong cân điện tử đã giúp giảm thiểu chi phí vận hành và bảo trì, đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất.

2.1. Tối ưu hóa quy trình sản xuất

Sử dụng PLC trong hệ thống cân điện tử không chỉ giúp cải thiện độ chính xác mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Hệ thống có khả năng tự động hóa các bước cân đo, từ đó giảm thiểu sự can thiệp của con người. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình cân. Theo một báo cáo, các nhà máy áp dụng PLC trong hệ thống cân điện tử đã ghi nhận sự gia tăng đáng kể về năng suất. Hệ thống có thể hoạt động liên tục, đảm bảo rằng quy trình sản xuất không bị gián đoạn.

III. Đánh giá hiệu quả của hệ thống

Đánh giá hiệu quả của hệ thống cân điện tử sử dụng PLC là một yếu tố quan trọng trong việc cải tiến quy trình sản xuất. Các chỉ số như độ chính xác, tốc độ phản hồi và khả năng tự động hóa cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc sử dụng các công nghệ mới trong công nghệ cân giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống. Theo một nghiên cứu, các hệ thống cân điện tử hiện đại có thể đạt được độ chính xác lên đến 99,9%. Điều này cho thấy rằng việc đầu tư vào công nghệ PLC là một quyết định đúng đắn cho các doanh nghiệp muốn nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.1. Lợi ích kinh tế

Lợi ích kinh tế từ việc áp dụng hệ thống cân điện tử sử dụng PLC là rất rõ ràng. Các doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì nhờ vào khả năng tự động hóa cao. Hệ thống có thể hoạt động liên tục mà không cần sự can thiệp của con người, từ đó giảm thiểu chi phí lao động. Theo một báo cáo, các doanh nghiệp áp dụng công nghệ này đã ghi nhận sự gia tăng lợi nhuận lên đến 20% trong năm đầu tiên. Điều này cho thấy rằng việc đầu tư vào công nghệ PLC không chỉ mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật mà còn về mặt kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC LỜI CAM ĐOAN Hệ thống cân là một hệ thống được áp dụng rất nhiều trong các nhà máy sản xuất. Với những yêu cầu về định lượng sản phẩm một cách chính xác khi được đưa vào quá trình sản xuất. Từ những yêu cầu thực tế và lòng đam mê nghiên cứu các hệ thông cân nên chúng em mạnh dạn chọn dé tai “T. HIET KE HE T.

HONG CAN DUNG PLC” này để làm luận văn tốt nghiệp cho minh. Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã nỗ lực hết sức, tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và những nội dung trình bày trong quyền báo cáo này là những hiểu biết và những thành quả của chúng em đạt được trong suốt quá trình nghiên cứu dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của /hây Ths.Nguyễn Hoàng Dũng. Chúng em xin cam đoan rằng: những nội dung trình bày trong quyền báo cáo luận văn tốt nghiệp này không phải là bản sao chép từ bất kỳ công trình đã có trước nào. Nếu không đúng sự thật, chúng em xIn chịu mọi trách nhiệm trước nhả trường.

Cân Thơ, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện (ký tên và ghi họ tên) CBHD: 7s. Nguyễn Hoàng Dũng Trang 1 SVTH: Phạm Hoàng Hiệp Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC LỜI CẢM ƠN Đề hoàn thành được luận văn này là kết quả của toàn bộ nỗ lực của bản thân chúng em trong suốt thời gian theo học tại trường, la toàn bộ năng lực của chúng em khi bắt tay vào quá trình nghiên cứu. Để được thành công như ngày hôm nay chúng em không bao giờ quên được sự giúp đỡ và sự giảng dạy rất nhiệt tình của các Thầy cô Bộ môn Tự động hoá - Khoa Công nghệ - Trường Đại học Cần Thơ. Các Thầy cô là những đội ngũ đi trước rất am hiểu về lĩnh vực khoa học kỹ thuật đã tận tỉnh giảng dạy và giúp chúng em hoàn thành được rất nhiều đề tài Luận văn rất hay và có ứng dụng nhiều trong thực tế.

Và đều không thê kê đến sự thành công của chúng em ngày hôm nay đó là sự nhiệt huyết tận tình hướng dẫn của Thầy Nguyễn Hoàng Dũng. Thầy đã cùng chúng em đi qua những ngày khó khăn trong quá trình nghiên cứu và chỉ dẫn của Thây là niềm động lực rất lớn đối với chúng em. Và cuối cùng chúng em xin ghi ơn công lao cha mẹ đã sinh ra và cho chúng em được ăn học đến ngày hỗm nay để có cơ hội tiếp cận với lĩnh vực khoa học, nhờ sự động viên thường xuyên và quan tâm đủ mặt về phía gia đình là một động lực giúp chúng em vực qua mặt tâm lý, sự chán nản để chúng em quyết tâm hoàn thành tốt được đề tài này. Chúng em cũng xin cảm ơn đến những người bạn thân đã không ngại chia sẽ về kinh nghiệm làm đề tài cũng như hỗ trợ các công việc để giúp nhóm em hoản thành tốt được luận văn này.

Nguyễn Hoàng Dũng Trang 2 SVTH: Phạm Hoàng Hiệp Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC Nhận xét của Giáo viên hướng dẫn we Cân Thơ, ngày. năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Ths. Nguyễn Hoàng Dũng CBHD: 7s. Nguyễn Hoàng Dũng Trang 3 SVTH: Phạm Hoàng Hiệp Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC Nhận xét của Giáo viên phản biện †1 we Can Tho, ngay.

nam 2012 Giao vién phan bién 1 CBHD: 7s. Nguyễn Hoàng Dũng Trang 4 SVTH: Phạm Hoàng Hiệp Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC Nhận xét của Giáo viên phản biện 2 wie Can Tho, ngay. nam 2012 Giao vién phan bién 2 CBHD: 7s. Nguyễn Hoàng Dũng Trang 5 SVTH: Phạm Hoàng Hiệp Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC Mục lục /e80e.

eee ceeeeeseeceeeeeeeeee sees eeeeeceeeeeeeeeeeceeeaeeeseeeeaeaaeeeeeeeaaeenseeeaeeas 6 Danh mục hình.-c c CC n2 SE HH Hy TH KH Hy TH Ki KH KT kh Ki nh nàn § Darnh MU Dang 2. 10 Kí hiệu và viết tat occ cecccccccccececocesececeseecesecsecstvesececssavcecssuvsessatsasesessuacsecsusiecsesaeees 11 TOM tateccccccccccccccccccssecsecssceceucseccssceucessecessustssatsesessussassssuvsstessecatssascseavaeevsneesteseesees 12 ADSLC8 2. cece ccc ce ccc ccccceccececcuccceccucceceaucecucuaueeeceaesecuedeaueteucueaeeuauaueeeeeauseceeauaueenunsenenens 13 @s10/9)/€0046/9)/659/07.2 MỤC TIỂU ĐỀ TÀI. 22 SE E21 1255 1111155113111 E 15511151111 101 515101 tt kki 14 1.3 GIÓI HẠN ĐẼ TÀI .-- Sc e2 222111211515 11 11 5E 51 E1 E55 T111 H1 1x ky ki 14 1.4 GÓI THIỆU NỘI DƯNG.-- 2S TS 1211153155 11511 53155111111 85K ke Hến 15 I.209005422 1 ằ 15 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÊT.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG.

2 S211 SE ke ren l6 2.1 Khối lượng của một vật thể. --- - S11 ST H HH HH ru 16 2.2 Các hình thức xác định khối lượng của vật. ---c cc Sen re l6 2.2 CẢM BIÊN TRỌNG LƯỢNG (LOADCELL). Sc Sc ccsccc sex 17 2.1 Cấu tạo của một LoadcelÌL.- - c c 2221 cn 11215111115 155 11121 8xx se 17 2.2 Mạch cầu Wheatfstone.3 Ung dung loadcell vào đề tài.3 BO KHUECH DAI LOADCELL CHUAN CÔNG NGHIIỆP.4 MODUL MO RONG ANALOG EM231 ou.ccccccceccssssecesceseeseceseetectteseesesenee 21 DAL CA tO.2 Thong sO k¥ thudt.5 GIỚI THIỆU VỀ BO DIEU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH.1 Khái niệm chung.

cà c2 2n Sn SH SỲ HS HH SH HH ven 25 2.2 Những đặc điểm của PL/C.4 Chức năng hình dạng bên ngoài PLC S7 200 CPU 224.5 Cấu trúc bên frong.- cà tk tt SE ST Tà KH TH KH TT HH TH ngành nà 27 2.6 Đặc điểm ngõ vào ra của PLC S7 200.8 Thue hién churong trinh .9 Phan mém lặp trình của PLC S7 200. n nn HE n HH nga 30 2.6 GIỚI THIỆU PHẢN MÈM WINCC 6. ĐÁ S2 SH Hy ren 36 2.1 Các đặc điểm chính của WinCC. c1 c1 E121 TH nhanh se 36 2.2 Các chức năng chính của WInCC.

36 CHUONG III: THI CONG THIET KE HE THONG CAN DINH LUONG.1 Đấu nấi PLC S7-200 CPU224 với Modul Analog EM23I. Nguyễn Hoàng Dũng Trang 6 SVTH: Phạm Hoàng Hiệp Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC 3.2 Dau nối Modul Analog EM231 với bộ khuếch đại MKcells, Loadeell với MKce]̧. Q0 TH ST TY TT Ki TY TK KT KT ky KT nà ky ky 41 3.3 Động cơ và mạch điều khiển dOng CO.4 Thiet ké m6 hinh co khi coc cece ce cecee cee ce sss sesesessevesseveneeneseen 43 cô na.6 Van khi nen. cece ccc eeceeeeceeece eae eeeeeeeaeaeeeeaaeeaneeeeneeeeeeaeeaseneeseeanes 53 3.2 THIẾT KÉ PHẦN MÉM.: CC Tà S 1T HE TH HH HH HH nh ga ng 54 3.1 Ý tưởng thiết kế chương trình: .c- nh vn HT Hết: 54 3.2 Lưu đồ chương trình điều khiển hệ thống.3 Quy ước các ngõ vào ra cho PÙC.

Sàn S Sàn vs.4 Thiết kế truyền dữ liệu PC — Acces§s.- cn Tàn nh nh rrrrrrerreeo 72 3.5 Thiết kế giao diện và điều khiến giám sát băng WinCC. 73 CHUONG 4: KET QUA DAT DUGC VA KIEN NGHI oo. ceececee eee cee eee 81 4.1 KET QUA DAT DUGC 00. - - 1 + 1c 1111115111111 KT KH TK TT T TH HH ca cưng 81 4.- G1111 51511151 1151111011 KH KH HH HH na ng 82 A.2 KIEN NGHYI occ ccecccccececcccececce ses ceseseesesseussvevesseveeseseeseeceeeetetsseetisiueisnisesnasiees 85 4.1 Giới hạn kết quả đề tài.

ST 1 1T S1 TK TK KH HH na ng 85 4.2 Huong phat tridn o. cceccccccccceccscsccscsceccecesvscavscsevevsaveveesaveesareeceeeeeaeees 85 Phụ TC ooo cee cc cecca cece eeeaeeeeeeeeeeau eee eeeueeaueeeeeeeaeeeugeeeeeeueaeagtseeeeaeeueeeeeeeeneaneeeees 86 Tai lid thar Khao. ccc cececccccececcececes seve veces sevevessevsveseveveusevsveuesseveventesesnnnesesneees 88 CBHD: Ths. Nguyén Hoang Diing Trang 7 SVTH: Pham Hoang Hiép Nguyễn Văn Tâm Luận văn tốt nghiệp Đại học Thiết kế hệ thông cân dùng PLC Danh mục hình Hình 2.

I Cân bằng đòn cân.- St Tà Họ vn ST TH Tà KH KH TT HH HH ngưng l6 Hình 2. 2 Cấu tạo Strain gage. 1 HS T1 HS Tx TK TY TH HT ng HH Ha 17 Hình 2. 3 Mach cau Wheatstone.

4 Cấu tạo bên trong loadcell và nguồn cấp. nen rrre 18 Hình 2. 5 Một số dạng loadce ÌÌ. S21 21 S11 Ỳ SE n HH Hy nh cv ven 19 Hình 2.

6 Loadce]ll UWE dạng thanh. cọ Sàn nàn nh ng ve 19 Hình 2. 7 B6 khuéch dai loadcell MKcells KMO2A. 8 Modul Analog EM231 oi.

9 Cac switch cho phép cau hinh modul EM231. 10 Cấu trúc dữ liệu của word ngõ vào. II Hình đáng bên ngoài của PLC S7 200. - - se tx SH kg 25 Hình 2.

12 Sơ đồ khối hệ thống PLC S7 2000. c S tt S2 SE HH re 27 Hình 2. 13 So dé I/O của CPU 224 với nguồn cấp là 24VDC. 14 Cáp PC/PPI kết nối RS232 và RS485.

- c SS SH HH HH 20 Hình 2. 15 Vòng quét trong PLC S7 200.-- - S211 xxx TH HH HH 20 Hình 2. 16 Mô tả lệnh Load. - - <1 SE S3 12511 E211 xEk XE HT HH 30 Hình 2.

17 Mô tả lệnh Load Not.--- 2 S3 121k 211 EYEx K XE TS TH 30 Hình 2. 1§ Mô tả lệnh đấu nối tiẾp. L1 TY Tà KH TS HH HH gen 31 Hình 2. 19 Mô tả lệnh đấu song song.- cà k1 Sà về EHnHH He HH Ha 3l Hình 2.

20 Mô tả lệnh Set và R.-- - s21 2111 Ek xHYHk HH HH 31 Hình 2. 21 Mô tả lệnh TON. c2 S1 121211 12 11 1511111111 k1 HH HH 31 Hình 2. 22 Mô tả lệnh Timer Off delay.

- 5 S21 ExE XE HS HH HH 32 Hình 2. 23 Mô tả lệnh Timer ON có nhớ. 5 - S1 11x SE xxx TS HH HH 32 Hình 2. 24 Lệnh đếm lên được trình bày dưới dạng Ladder.

25 Lệnh đếm xuống được trình bày dưới dạng Ladder. 26 Lệnh đếm lên xuống. TS SE EEE TK KT SE HH Ty ren 33 Hình 2. 27 Mõ tả lệnh gọi chương trình cơn .c--cc càSSS se.

2§ Mô tả lệnh nhảy. - - G1 121211 12 11 E111 1111 1k HxkH HH HH 34 Hình 2. 29 Các bước điều khiển chương trình. -- - Sex Sẻ xxx Sex 35 Hinh 3.

1 Các bước thiết kế mô hình định lượng. SE se se 38 Hình 3. 2 Sơ đồ điều khiến hệ thống. Là SE 1E HH HH ng Ha 39 Hình 3.

3 Sơ đồ đấu nối PLC, EM 231 và bộ khuếch đại. eee eee 40 Hình 3. 4 Sơ đồ đấu dây cho modul EM23 L. - - Sex Sky HH 40 Hình 3.

5 Kết nối CPU224 với modul EM231. - - S2 SE He Hee 40 Hình 3. 6 Cách dau dây bộ khuếch đại loadcell.- - 5 SE Hee 41 Hình 3. 7 Mach nguén 12 VDC 3A oo ieee ccecececceceseseceeseveeceveveceeeevevesvsvevestevvensessenaees 42 Hinh 3.

8 Mach kich dong co tu ngO ra PLC. ccc cc ccc ce neeneeeee ee eeeeeeeeeeaea es 43 Hình 3. 9 Hình chiếu đứng của phếu.-- cọ TT Tnhh ng 45 Hình 3. 10 Hình chiếu cạnh của phu.

cà về SH ST kg ng 46 Hình 3.