Nghiên Cứu Mô Hình Sản Xuất Tự Động Sử Dụng Xi Lanh Thủy Lực

Chuyên khảo phân tích Luận văn nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thuỷ lực để phân loại sản phẩm, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• 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

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ CẤU TRÚC HỌ PHẦN CỨNG PLC S7-200
• 1.1. Giới thiệu về PLC
• 1.2. Chế độ làm việc và vòng quét
• 1.3. Các thiết bị phụ trợ
• 1.4. Ngôn ngữ lập trình
• 1.5. Ứng dụng PLC
• 1.6. Giới thiệu PLC S7-200
• 1.6.1. Các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn PLC S7-200
• 1.6.2. Tính năng của PLC S7-200
• 1.6.3. Cấu trúc bộ nhớ CPU
• 1.6.4. Đơn vị cơ bản của S7-200
• 1.8.1. Các lệnh vào ra
• 1.8.3. Timer: TON, TOF, TONR
• 1.9. Chương trình điều khiển
• 1.9.1. Khai bào phần cứng
• 1.9.2. Cấu trúc của sổ lập trình
• 2. CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
• 2.1. Giới thiệu tóm tắt về đề tài
• 2.2. Khả năng ứng dụng trong thực tế và lý do chọn đề tài
• 2.3. Phân tích các hoạt động của hệ thống
• 2.3.1. Hoạt động phân loại thủ công
• 2.3.2. Hoạt động phân loại tự động
• 2.4. Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống
• 2.4.1. Các chuyển động chính
• 2.4.2. Các yêu cầu khi thiết kế
• 2.5. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
• 2.6. Các băng chuyền phân loại sản phẩm hiện nay
• 2.6.1. Giới thiệu chung
• 2.6.2. Ưu điểm của băng tải
• 2.6.3. Cấu tạo băng tải
• 2.6.4. Các loại băng tải trên thị trường hiện nay
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
• 3.1. Thiết kế khối nguồn 1 chiều
• 3.2. Giới thiệu động cơ 1 chiều
• 3.3. Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều
• 3.3.1. Phân loại động cơ điện 1 chiều
• 3.3.2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện 1 chiều
• 3.4. Cấu tạo nguyên lý hoạt động, sơ đồ khối của Rơle
• 3.5. Cảm biến quang
• 3.6. Công tắc hành trình
• 3.7. Mô tả hệ thống phân loại sản phẩm
• 3.7.3. Khối xử lý trung tâm
• 3.7.4. Khối hiển thị
• 3.7.5. Khối chấp hành
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI TỰ ĐỘNG SẢN PHẨM NƯỚC NGỌT ĐÓNG CHAI
• 4.1. Dây chuyền sản xuất tự động hoá
• 4.2. Dây chuyền phân loại nước ngọt đóng chai
• 4.3. Vi điều khiển 8051
• 4.4. Bộ thu phát tín hiệu hồng ngoại TCRT5000
• 4.5. Sơ đồ khối hệ thống, nguyên lý hoạt động
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Hình Sản Xuất Tự Động Xi Lanh Thủy Lực

Bài viết này giới thiệu tổng quan về mô hình sản xuất tự động và vai trò của xi lanh thủy lực trong các hệ thống này. Tự động hóa giúp tăng năng suất và hiệu quả sản xuất, đồng thời giảm thiểu sai sót do con người. Xi lanh thủy lực là một thành phần quan trọng, cung cấp lực và chuyển động chính xác cho nhiều ứng dụng khác nhau. Theo tài liệu gốc, tự động hóa giúp giảm nhẹ sức lao động và nâng cao năng suất. Việc áp dụng công nghệ vào sản xuất ngày càng được phát triển rộng rãi, cả về quy mô lẫn chất lượng. Kỹ thuật điều khiển logic lập trình (PLC) đóng vai trò quan trọng trong ngành tự động hóa, thay thế kỹ thuật điều khiển cơ cấu bằng camera hoặc rơle trước kia. 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.

1.1. Giới Thiệu Chi Tiết Về Xi Lanh Thủy Lực

Xi lanh thủy lực là thiết bị cơ khí sử dụng áp suất chất lỏng để tạo ra lực tuyến tính. Chúng bao gồm thân xi lanh, piston, cần piston và các cổng kết nối. Áp suất thủy lực tác động lên piston, tạo ra lực đẩy cần piston di chuyển. Xi lanh thủy lực được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp như máy ép, máy nâng, và hệ thống điều khiển. Việc lựa chọn xi lanh thủy lực phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu về lực, tốc độ và hành trình.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Tự Động Hóa Trong Sản Xuất Hiện Đại

Tự động hóa đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao năng suất, giảm chi phí sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm. Các hệ thống tự động có thể hoạt động liên tục, giảm thiểu thời gian chết và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Industry 4.0 thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ như IoT trong sản xuất, phân tích dữ liệu sản xuất và học máy trong sản xuất để tạo ra các nhà máy thông minh.

II. Thách Thức Giải Pháp Trong Ứng Dụng Xi Lanh Thủy Lực Tự Động

Việc ứng dụng xi lanh thủy lực trong mô hình sản xuất tự động không phải lúc nào cũng suôn sẻ. Các thách thức bao gồm: độ chính xác, tốc độ, bảo trì, và an toàn lao động. Để giải quyết những vấn đề này, cần có các giải pháp thiết kế hệ thống thông minh, sử dụng cảm biến và điều khiển tự động để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Theo tài liệu, 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.

2.1. Các Vấn Đề Về Độ Chính Xác Và Tốc Độ Của Xi Lanh

Độ chính xác và tốc độ của xi lanh thủy lực có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: độ nhớt của dầu thủy lực, ma sát trong xi lanh, và độ trễ của hệ thống điều khiển tự động. Để cải thiện độ chính xác, có thể sử dụng các van thủy lực điều khiển chính xác và các cảm biến vị trí để phản hồi vị trí thực tế của cần piston. Tăng tốc độ có thể đạt được bằng cách tăng lưu lượng thủy lực và giảm thiểu khối lượng của các bộ phận chuyển động.

2.2. Giải Pháp Bảo Trì An Toàn Cho Hệ Thống Thủy Lực

Bảo trì định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống thủy lực. Các công việc bảo trì bao gồm: kiểm tra và thay thế dầu thủy lực, kiểm tra rò rỉ, và kiểm tra các bộ phận cơ khí. An toàn lao động là ưu tiên hàng đầu. Cần có các biện pháp bảo vệ như: van an toàn, rào chắn, và quy trình làm việc an toàn để ngăn ngừa tai nạn.

2.3. Ứng Dụng Cảm Biến Điều Khiển Tự Động Để Tối Ưu

Sử dụng cảm biến áp suất, cảm biến vị trí, và cảm biến lưu lượng để giám sát và điều khiển hoạt động của xi lanh thủy lực. Điều khiển PID có thể được sử dụng để điều chỉnh áp suất và lưu lượng, đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác. PLC có thể được sử dụng để lập trình các quy trình điều khiển tự động và tích hợp với các hệ thống khác trong nhà máy.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Phỏng Hệ Thống Xi Lanh Thủy Lực Tự Động

Thiết kế một hệ thống thủy lực tự động đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các nguyên tắc thủy lực, điều khiển tự động, và thiết kế hệ thống. Phần mềm mô phỏng thủy lực có thể được sử dụng để kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế trước khi triển khai thực tế. Theo tài liệu, để lập trình PLC cần sử dụng các phần mềm chuyên dụng của các hãng sản xuất phù hợp với các loại PLC đang dùng. Ví dụ: Step 7, GX, Win LDR, SysWin, Rslogix500.

3.1. Lựa Chọn Xi Lanh Thủy Lực Phù Hợp Với Ứng Dụng

Việc lựa chọn xi lanh thủy lực phù hợp là rất quan trọng. Cần xem xét các yếu tố như: lực cần thiết, hành trình, tốc độ, và môi trường làm việc. Tính toán lực xi lanh cần thiết dựa trên tải trọng và các yếu tố an toàn. Chọn vật liệu phù hợp để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của xi lanh.

3.2. Thiết Kế Mạch Thủy Lực Lựa Chọn Van Điều Khiển

Thiết kế mạch thủy lực bao gồm việc lựa chọn các van điều khiển, bơm thủy lực, và ống dẫn thủy lực. Van đảo chiều thủy lực được sử dụng để điều khiển hướng di chuyển của cần piston. Van tiết lưu thủy lực được sử dụng để điều chỉnh tốc độ. Bơm thủy lực cung cấp áp suất và lưu lượng cần thiết cho hệ thống.

3.3. Sử Dụng Phần Mềm Mô Phỏng Để Kiểm Tra Thiết Kế

Phần mềm mô phỏng thủy lực cho phép kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế trước khi triển khai thực tế. Mô phỏng có thể giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn như: quá áp, quá nhiệt, và rung động. Kết quả mô phỏng có thể được sử dụng để điều chỉnh thiết kế và cải thiện hiệu suất.

IV. Lập Trình PLC Điều Khiển Hệ Thống Xi Lanh Thủy Lực Tự Động

Lập trình PLC là bước quan trọng để điều khiển hệ thống xi lanh thủy lực tự động. Chương trình PLC sẽ điều khiển các van thủy lực, cảm biến, và các thiết bị khác để thực hiện các quy trình sản xuất. Theo tài liệu, 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.

4.1. Giới Thiệu Về PLC Ngôn Ngữ Lập Trình Ladder Logic

PLC (Programmable Logic Controller) là một thiết bị điều khiển lập trình được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ngôn ngữ lập trình Ladder Logic là một ngôn ngữ đồ họa phổ biến, dễ học và dễ sử dụng. Ladder Logic sử dụng các biểu tượng tương tự như sơ đồ mạch điện, giúp người dùng dễ dàng hiểu và viết chương trình.

4.2. Xây Dựng Chương Trình PLC Điều Khiển Xi Lanh Thủy Lực

Chương trình PLC sẽ điều khiển các van thủy lực để di chuyển cần piston theo yêu cầu. Sử dụng các cảm biến vị trí để phản hồi vị trí thực tế của cần piston và điều chỉnh hoạt động của van. Lập trình các chức năng an toàn để ngăn ngừa tai nạn và bảo vệ thiết bị.

4.3. Kiểm Tra Gỡ Lỗi Chương Trình PLC

Kiểm tra chương trình PLC bằng cách mô phỏng hoạt động của hệ thống. Sử dụng các công cụ gỡ lỗi để tìm và sửa các lỗi trong chương trình. Đảm bảo chương trình hoạt động đúng theo yêu cầu và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn.

V. Ứng Dụng Thực Tế Phân Loại Sản Phẩm Với Xi Lanh Thủy Lực

Một ứng dụng phổ biến của xi lanh thủy lực trong mô hình sản xuất tự động là phân loại sản phẩm. Hệ thống phân loại tự động sử dụng cảm biến để nhận diện sản phẩm và xi lanh thủy lực để đẩy sản phẩm vào các vị trí khác nhau. Theo tài liệu, đồ án tập trung vào nghiên cứu mô hình sản xuất dùng xi lanh thủy lực để phân loại sản phẩm. Điều này giúp sinh viên có thêm những hiểu biết về vấn đề này.

5.1. Mô Tả Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm Tự Động

Hệ thống bao gồm: băng tải, cảm biến (ví dụ: cảm biến quang, cảm biến màu), xi lanh thủy lực, và PLC. Sản phẩm di chuyển trên băng tải, cảm biến nhận diện loại sản phẩm, và PLC điều khiển xi lanh thủy lực để đẩy sản phẩm vào các vị trí tương ứng.

5.2. Lựa Chọn Cảm Biến Xi Lanh Thủy Lực Cho Hệ Thống

Lựa chọn cảm biến phù hợp với loại sản phẩm cần phân loại. Cảm biến quang có thể được sử dụng để nhận diện kích thước và hình dạng. Cảm biến màu có thể được sử dụng để nhận diện màu sắc. Lựa chọn xi lanh thủy lực có lực và hành trình phù hợp để đẩy sản phẩm.

5.3. Lập Trình PLC Điều Khiển Hệ Thống Phân Loại

Chương trình PLC sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến và điều khiển xi lanh thủy lực để đẩy sản phẩm vào các vị trí khác nhau. Lập trình các chức năng an toàn để ngăn ngừa va chạm và bảo vệ sản phẩm.

VI. Kết Luận Xu Hướng Phát Triển Của Mô Hình Sản Xuất Tự Động

Mô hình sản xuất tự động sử dụng xi lanh thủy lực tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hiện đại. Các xu hướng phát triển bao gồm: tích hợp IoT trong sản xuất, sử dụng học máy trong sản xuất để tối ưu hóa quy trình, và phát triển các hệ thống thủy lực thông minh hơn. Theo tài liệu, 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.

6.1. Tích Hợp IoT Phân Tích Dữ Liệu Trong Sản Xuất

IoT trong sản xuất cho phép thu thập dữ liệu từ các thiết bị và cảm biến trong nhà máy. Phân tích dữ liệu sản xuất có thể được sử dụng để tối ưu hóa quy trình, dự đoán bảo trì, và cải thiện chất lượng sản phẩm.

6.2. Ứng Dụng Học Máy Để Tối Ưu Hóa Quy Trình

Học máy trong sản xuất có thể được sử dụng để dự đoán lỗi, tối ưu hóa tham số điều khiển, và cải thiện hiệu suất của hệ thống. Các thuật toán học máy có thể học từ dữ liệu lịch sử và đưa ra các quyết định thông minh.

6.3. Phát Triển Hệ Thống Thủy Lực Thông Minh Hơn

Phát triển các hệ thống thủy lực có khả năng tự chẩn đoán, tự điều chỉnh, và tự bảo trì. Sử dụng các vật liệu mới và công nghệ sản xuất tiên tiến để cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của xi lanh thủy lực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 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 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 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 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 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 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 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 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 bộ nhớ dữ liệu:2560 Word + Có 14 cổng vào, 10 cổng ra + Có 256…