CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ CẤU TRÚC HỌ PHẦN CỨNG PLC S7-200 11 GIỚI THIỆU VỀ PLC - PLC: Là tên viết tắt của “Programmable Logic Control” là thiết bị điều khiển được lập trình hay khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều 0 - Lịch sử hình thành và phát triển: Bộ điều khiển lập trình đầu tiên đã được các kỹ sư của công ty General Motors -Hoa kỳ sáng chế ra năm 1968 - Với các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu điều khiển: + Dễ lập trình và thay đổi chương trình + Cấu trúc dạng Moudule mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa + Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất Hình 1 PLC đầu tiên ra đời năm 1968 tại Hoa kỳ Tuy nhiên hệ thống còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành và lập trình hệ thống Vì vậy các nhà thiết kế đã chế tạo từng bước để hệ thống trở nên đơn giản, gọn nhẹ và dễ vận hành hơn Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển cầm tay (Programmable controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969 Điều này đã tạo ra sự thuận lợi và phát triển thật sự cho kỹ thuật lập trình điều khiển ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 12 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng Hình 2 PLC sản xuất năm 1969 Sự phát triển của hệ thống phần cứng từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn các chức năng mở rộng: + Số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn và có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra từ xa bằng kỹ thuật truyền thông + Bộ lưu trữ dữ liệu nhiều hơn + Nhiều loại module chuyên dùng hơn Trong những năm 1970, với sự phát triển của công nghệ phần mềm, bộ lập trình điều khiển PLC không chỉ thực hiện các câu lệnh đơn giản mà còn có thêm các lệnh về định thì, đếm sự kiện, các lệnh về xử lý toán học, xử lý dữ liệu, xử lý xung, xử lý thời gian thực Từ năm 1970 đến nay, bộ điều khiển lập trình PLC đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong ngành công nghiệp tự động Các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật ghép nối các PLC riêng lẻ thành một hệ thống chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ, tốc độ của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét nhanh hơn Bên cạnh đó, PLC còn được chế tạo có thể giao tiếp với các thiết bị ngoại vi nhờ vậy mà khả năng ứng dụng của PLC được mở rộng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 13 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng Hình 3 Những hãng PLC phổ biến hiện nay: Misubishi, simen, Thực chất PLC là một hệ vi xử lý có những ưu điểm mà hệ vi xử lý khác không có được và được cài đặt sẵn hệ điều hành với chức năng có thể điều khiển lập trình được Hệ điều hành: Chứa chương trình hệ thống để xác định các cách thức thực hiện chương trình của người sử dụng, quản lý các đầu vào/ra phân chia bộ nhớ RAM trong quản lý dữ liệu Bộ nhớ chương trình: Lưu giữ chương trình điều khiển, khi PLC hoạt động nó sẽ đọc và thực hiện chương trình được ghi trong bộ nhớ này Bộ đếm đầu và ra (Buffer): Là vùng nhớ đệm cho các đầu vào ra, các vùng này chiếm một phần của RAM Bộ định thời (Timer), Bộ đếm (Counter): Trong CPU có các bộ định thời, các bộ đếm có chức năng khác nhau từ vài chục đến vài trăm Timer: TON, TOFF, TOR Counter: CT, CU, CD, CUD Vùng nhớ dữ liệu: Không giống như bộ nhớ chương trình, vùng nhớ nàyđược sử dụng để lưu kết quả của người sử dụng Có 2 loại vùng nhớ: - Vùng nhớ Bit hay còn gọi là vùng nhớ cờ (Internal Relay) thường được ký hiệu là M được sử dụng dữ liệu logic ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 14 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng - Vùng nhớ Byte các vùng nhớ này có thể đọc, ngoài ra còn có các vùng nhớ đặc biệt thường được ký hiệu S (Special) Bộ xử lý CPU: Bộ xử lý gọi các lệnh trong bộ nhớ chương trình để thực hiện một cách tuần tự theo chương trình Bus vào/ra: Trong PLC dữ liệu trao đổi giữa bộ vi xử lý và các Module vào ra thông qua bus vào/ra Hệ thống bus chia làm 3 loại: bus địa chỉ, bus điều khiển, bus dữ liệu THIẾT BỊ LẬP TRÌNH NGUỒN ĐIỆN CPU BỘ NHỚ THIẾT BỊ ĐẦU RA: THIẾT BỊ ĐẦU VÀO: GIAO DIỆN RELAY, TIRISTOR, CUỘN CẢM BIẾN, CÔNG TẮC VÀO/RA DÂY, ĐÈN, HIỂN THỊ Hình 4 Thành phần hệ thống PLC 12 PHÂN LOẠI a Micro PLC: Có cấu trúc Onboard và thường được sử dụng nhỏ như chiếu sáng, mở cửa, trong một máy phát điện tự động, tuy nhỏ nhưng Micro PLC được ứng dụng rất nhiều và đa dạng Logo (Simens) Zen (Omron) b Mini PLC: Có cấu trúc On board nghĩa là trên CPU có thể tích hợp toàn bộ các chức năng như Module nguồn, module vào/ra cổng đọc tốc độ cao HSC (High Speed Counter), bộ timer couter, và các bộ pin nhớ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 15 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng VD như các loại: S5-900, S7/200 hoặc Micro Smart IDEC, CPM1 Omron c Medium PLC: S7-300, A1SHCPU Misubishi, FA IDEC, có cấu trúc module và được sử dụng trong các hệ thống vừa và trung bình Các module mở rộng cũng bao gồm các module như ở PLC cỡ lớn d Great PLC: PLC S7-400, PCS, DCS Có cấu trúc dạng module, có khả năng sử dụng các ngôn ngữ bậc cao trong lập trình máy tính + Module nguồn + Module vào/ra (A/D): AI, AO, DI, DI/DO, AI/AO, hoặc AI/DO, DI/AO + Module truyền thông: Mạng Mobus, AS-I, Profilebus, Devinet, CC-Link + Các module đặc biệt: PID, điều khiển động cơ, bộ đếm tốc độ cao 13 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ VÒNG QUÉT Chế độ làm việc: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 16 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng a Chế độ nghỉ (Stop mode):Ở chế độ này người dùng không xử lý các chương trình điều khiển và người lập trình có thể cài đặt chương trình điều khiển từ máy tính sang PLC hoặc ngược lại b Chế độ chạy (Runner mode): Ở chế độ này PLC sẽ thực hiện chế độ điều khiển và làm việc theo chu tình vòng quét c Chế độ làm việc trung gian: Giữa chế độ chạy và nghỉ, ở chế độ này thì ta có thể chuyển sang chế độ Run hoặc Stop bằng phần mềm (Bấm chuột trên thanh công cụ trên màn hình PC) d Lỗi (Error): Là một chế độ làm việc đặc biệt để thông báo lỗi chương trình truyền thông hoặc phần cứng vật lý của hệ thống Vòng quét Scan: Dữ liệu từ DI/AI vào vùng đệm đầu vào Thực hiện chương trình Scan Time Dưa dữ liệu từ bộ đệm Thông tin nội bộ và kiểm tra lỗi Hình 5 Vòng quét Scan 14 CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ Ở đây các thiết bị phụ trợ là các thành phần: Phần cứng, phần mềm giúp PLC giao tiếp với con người và đối tượng điều khiển hay với một thiết bị điều khiển khác a Phần cứng: + Máy tính (PC) + Cáp truyền thông giữa PC và PLC + Card truyền thông + Máy quét Scanner + Cảm biến Sensor b Phần mềm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 17 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng Để lập trình PLC chúng ta cần sử dụng các phần mềm chuyên dụng của các hãng sản xuất phù hợp với các loại PLC chúng ta dùng VD: Step 7, GX, Win LDR, SysWin, Rslogix500 15 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH Trong lập trình logic thường hay sử dụng hai ngôn ngữ là: - Ngôn ngữ LAD - Ngôn ngữ STL - Ngôn ngữ bảng lệnh (STL): Ngôn ngữ liệt kê, ký hiệu STL (Statement List) Đây là ngôn ngữ lập tình thông thường của một máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiều lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là: “tên lệnh” + “toán hạng” Một số lệnh đặc biệt có thể chỉ tên lệnh mà không cần toán hạng - Ngôn ngữ sơ đồ thang (LAD): Ngôn ngữ hình thang, ký hiệu LAD (Ladder logic) với loại ngôn ngữ này rất thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic Chương tình này được viết dưới dạng liên kết các công tắc 16 ỨNG DỤNG PLC Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng Từ những ứng dụng điều khiển hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng mở (ON/OFF) thông thường đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng thuật toán trong quá trình sản xuất Các lĩnh vực tiêu biểu cho ứng dụng PLC hiện nay bao gồm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 18 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng + Phân tích vật liệu + Máy CNC + Hệ thống truyền tải + Nghành năng lượng + Máy đóng gói + Điều khiển máy lạnh + Điều khiển robot gắp và xếp hàng + Thiết bị sản xuất TV + Điều khiển bơm + Trạm điện + Hồ bơi + Công nghiệp đúc bê tông + Xử lý nước + Thiết bị xử lý hóa chất + Công nghiệp giấy + Sản xuất thủy tinh + Sản xuất xi măng + Công nghiệp in ấn + Xử lý thực phẩm + Máy công cụ 17 GIỚI THIỆU PLC S7-200 171 Các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn PLC s7-200 - Ở đây ta lấy ví dụ về PLC Simentic S7-200 CPU 224 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ĐỖ MINH DƯƠNG - LỚP 19 dcl2401 Luan van Nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Anh Dũng Hình 6 PLC Simentic S7-200 CPU 224 - Đặc điểm của CPU 224: + Kích thước:1205 mm x 80mm x62mm + Dung lượng bộ nhớ chương trình:4096 Word + Dung lượng…
Nghiên Cứu Mô Hình Sản Xuất Với Xi Lanh Thủy Lực Trong Phân Loại Sản Phẩm
Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu mô hình sản xuất sử dụng xi lanh thủy lực để phân loại sản phẩm, mang lại hiệu quả và ứng dụng thực tiễn cao.
Trường đại học
Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải PhòngChuyên ngành
Điện Tự Động Công NghiệpNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Đồ án tốt nghiệpPhí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
Tóm tắt
I. Giới thiệu về mô hình sản xuất
Mô hình sản xuất sử dụng xi lanh thủy lực để phân loại sản phẩm là một trong những ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Mô hình này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Công nghệ sản xuất hiện đại yêu cầu các hệ thống tự động hóa có khả năng phân loại sản phẩm một cách chính xác và nhanh chóng. Việc áp dụng xi lanh thủy lực trong mô hình này cho phép thực hiện các thao tác phân loại với lực mạnh mẽ và độ chính xác cao. Hệ thống này có thể được tích hợp vào nhiều dây chuyền sản xuất khác nhau, từ sản xuất thực phẩm đến sản xuất linh kiện điện tử.
1.1. Lợi ích của mô hình sản xuất
Mô hình sản xuất sử dụng xi lanh thủy lực mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp. Đầu tiên, nó giúp giảm thiểu thời gian và chi phí lao động nhờ vào khả năng tự động hóa sản xuất. Thứ hai, việc sử dụng xi lanh thủy lực cho phép thực hiện các thao tác phân loại với tốc độ nhanh hơn so với phương pháp thủ công. Cuối cùng, mô hình này còn giúp cải thiện độ chính xác trong quá trình phân loại, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ này có thể tăng hiệu suất sản xuất lên đến 30%.
II. Quy trình sản xuất và phân loại sản phẩm
Quy trình sản xuất sử dụng xi lanh thủy lực để phân loại sản phẩm bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, sản phẩm được đưa vào hệ thống qua băng tải. Sau đó, xi lanh thủy lực sẽ thực hiện các thao tác phân loại dựa trên kích thước, trọng lượng hoặc các đặc điểm khác của sản phẩm. Hệ thống này được thiết kế để có thể điều chỉnh linh hoạt theo yêu cầu của từng loại sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ sản xuất hiện đại giúp tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu sai sót trong quá trình phân loại.
2.1. Các bước trong quy trình
Quy trình sản xuất bao gồm các bước chính như sau: Đầu tiên, sản phẩm được đưa vào hệ thống phân loại. Tiếp theo, xi lanh thủy lực sẽ nhận tín hiệu từ bộ điều khiển để thực hiện thao tác phân loại. Sau khi phân loại, sản phẩm sẽ được chuyển đến khu vực lưu trữ hoặc tiếp tục vào quy trình sản xuất tiếp theo. Mỗi bước trong quy trình đều được giám sát chặt chẽ để đảm bảo rằng mọi sản phẩm đều được phân loại chính xác. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu rủi ro trong sản xuất.
III. Ứng dụng thực tiễn của mô hình
Mô hình sản xuất sử dụng xi lanh thủy lực để phân loại sản phẩm đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong ngành thực phẩm, mô hình này giúp phân loại các loại sản phẩm như nước ngọt, thực phẩm chế biến sẵn một cách nhanh chóng và hiệu quả. Trong ngành sản xuất linh kiện điện tử, việc phân loại các linh kiện theo kích thước và loại cũng trở nên dễ dàng hơn. Hệ thống thủy lực không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.
3.1. Các lĩnh vực ứng dụng
Mô hình này có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất thực phẩm, sản xuất linh kiện điện tử, và nhiều ngành công nghiệp khác. Trong sản xuất thực phẩm, việc phân loại sản phẩm theo kích thước và trọng lượng giúp đảm bảo chất lượng và tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Trong ngành sản xuất linh kiện điện tử, việc phân loại các linh kiện theo loại và kích thước giúp tối ưu hóa quy trình lắp ráp. Nhờ vào công nghệ sản xuất hiện đại, mô hình này đã chứng minh được giá trị và tính ứng dụng cao trong thực tiễn.
25/01/2025
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Đỗ Minh Dương
Người hướng dẫn: Thạc sĩ Đỗ Anh Dũng
Trường học: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
Đề tài: Nghiên Cứu Mô Hình Sản Xuất Dùng Xi Lanh Thủy Lực Để Phân Loại Sản Phẩm
Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản: 2022
Địa điểm: Hải Phòng
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Bài viết "Nghiên Cứu Mô Hình Sản Xuất Với Xi Lanh Thủy Lực Trong Phân Loại Sản Phẩm" của tác giả Đỗ Minh Dương, dưới sự hướng dẫn của Thạc sĩ Đỗ Anh Dũng tại Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng, tập trung vào việc áp dụng công nghệ xi lanh thủy lực trong quy trình phân loại sản phẩm. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của các mô hình sản xuất hiện đại mà còn chỉ ra những lợi ích của việc sử dụng xi lanh thủy lực trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí. Độc giả sẽ tìm thấy thông tin hữu ích về cách tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó có thể áp dụng vào thực tiễn trong ngành công nghiệp.
Để mở rộng thêm kiến thức, bạn có thể tham khảo các bài viết liên quan như "Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thủy lực trên máy xúc lật", nơi nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng của hệ thống thủy lực trong các thiết bị công nghiệp. Bài viết "Luận văn thạc sĩ về thiết kế bộ điều khiển tốc độ cho động cơ không đồng bộ ba pha" cũng sẽ cung cấp thêm thông tin về các công nghệ điều khiển trong sản xuất. Cuối cùng, bài viết "Luận văn thạc sĩ: Ảnh hưởng của rung siêu âm đến khả năng điền đầy và cơ tính hợp kim nhôm khi đúc" sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong quy trình sản xuất. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về lĩnh vực sản xuất và công nghệ chế tạo.