CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Qua nhìn nhận thực tế hiện nay PLC chưa được ứng dụng nhiều vào trong thực tiễn đời sống hàng ngày, trong lao động lẫn trong sản xuất. Nhu cầu hiện tại, ở đâu cũng thực sự cần áp dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất nhằm nâng cao tính đồng đều về chất lượng sản phẩm, khai thác được hiệu quả của các thiết bị tự động này không những mang lại lợi ích cho cá nhân tổ chức, mà còn đóng góp lớn cho công cuộc hiện đại hóa , góp phần làm cho đất nước giàu mạnh, xã hội phát triển.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu tổng quát về các dòng PLC hiện hành - Tìm hiểu và vận dụng các tập lệnh cơ bản của PLC Mitsubishi áp dụng vào lập trình giải quyết 1 bài toán lập trình bằng ngôn ngữ lập trình ladder. - Tìm hiểu được cấu tạo & nguyên tắc hoạt động của PLC - Tìm hiểu cách thức giao tiếp, cách kết nối PLC với các thiết bị I/O căn bản: cảm biến, encoder,…. - Tìm hiểu phương thức cài đặt các thông số cơ bản cho biến tần trong điều khiển động cơ 8 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ 1.1 Bài 1: PHÁT HIỆN LỖI CHIẾT RÓT Lý do chọn đề 1 hệ thống phát hiện lỗi chiết rót Hiện nay với tốc độ công nghiệp hóa và hiện đại hóa sâu rộng cùng cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra trên toàn thế giới.
Nền sản xuất công nghiệp chuyển đổi từ lao động chân tay sang các dây chuyền sản xuất hiện đại với mức độ tự động hóa ngày càng cao. Việc tự động hóa quá trình sản suất và phân phối sản phẩm giúp năng xuất lao động tăng lên gấp nhiều lần qua đó tiết kiệm được sức lao động của con người. Mặt khác trong nhiều khâu sản xuất việc áp dụng các dây chuyền máy móc giúp giảm thiểu tối đa các lỗi xảy ra trong quá trình hoàn thiện sản phẩm. Trong bất cứ dây truyền sản xuất nào việc kiểm tra rà soát và loại bỏ các sản phẩm lỗi trước khi đưa ra thị trường, phân phối tới tay người tiêu dùng là một công đoạn rất quan trọng trong cả quá trình sản xuất.
Việc để sót và đưa sản phẩm lỗi ra thị trường có tác động rất xấu đến uy tín của sản phẩm, uy tín của công ty, đánh mất lòng tin của người tiêu dùng đối với sản phẩm. Thực tế đã có rất nhiều vụ việc người tiêu dùng tẩy chay một công ty, một dòng sản phẩm vì sản phẩm tới tay họ là sản phẩm lỗi, thiếu hàng hóa so với quy chuẩn trên bao bì. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó nhóm chúng em nảy ra ý tưởng và thiết kế, lập trình dây chuyền kiểm tra và loại bỏ các chai dung dịch bị lỗi do thiếu hoặc không có lượng sản phẩn đúng tiêu chuẩn. Tiếp đó là đóng gói sản phẩm theo số lượng mong muốn của người vận hành.
Dây chuyền có thể sử dụng, lắp ráp trong nhiều nhà máy khác nhau như: nhà máy sản xuất bia, nhà máy sản xuất và đóng gói nước ngọt đóng chai, nhà máy sản xuất sữa, nhà máy đóng gói dược phẩm, thực phẩm đóng hộp…… 9 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ ĐỀ BÀI: Điều khiển hệ thống kiểm tra chiết rót - Cho hệ thống kiểm tra dây chuyền chiết rót sản phẩm thuốc (dung dịch) vào hộp nhựa kín sau khi đóng nắp như hình vẽ, để phát hiện ra hộp thuốc chiết rót bị lỗi (không chiết rót) - Nhấn nút START, hệ thống bắt đầu hoạt động, băng tải chạy, cảm biến phát hiện hộp thuốc lỗi thì băng tải dừng cho xilanh đẩy bỏ hộp lỗi ra, delay 1.5s thì rút về,băng tải tiếp tục chạy. Bất kì lúc nào nhấn nút STOP thì hệ thống dừng hoặc khi nào hệ thống đếm đủ số lượng hộp thuốc thì tự động dừng lại 1.2 Bài 2: GIA CÔNG THÉP HÌNH VUÔNG Lí do chọn đề 1 hệ thống gia công thép Cùng với sự phát triển của đất nước và nền công nghiệp việc xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà ở ngày càng tăng làm cho việc định hình các thanh thép để làm cốt bê tông cũng tăng. Hiện tại thì cốt bê tông đa số được làm tại nhà máy sao đó được vận chuyển ra công trình thì công làm gia tăng chi phí vận chuyển, hay đối với xây 10 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ dựng nhà dân thì cốt bê tông thường được công nhân xây dựng định hình bằng tay tại công trình làm mất rất nhiều thời gian thi công và độ hiệu quả, không tiết kiệm nguyên liệu, ảnh hưởng đến an toàn của công nhân. Nhằm nâng cao chất lượng, năng suất cũng như an toàn lao động thì nhóm chúng em đưa ra ý tưởng và thiết kế hệ thống định hình thép cốt bê tông gọn có thể dễ dàng di chuyển và lắp đặt tại công trình hay bất cứ đâu.
Hệ thống có khả năng sản xuất các loại cốt thép định hình theo yêu cầu ở bất cứ hình dạng nào với độ chính xác là milimét, hệ thống sử dụng các công nghệ tiết kiệm điện cũng như nguyên liệu. Do đó hệ thống làm giảm thời gian thi công công trình và tiết kiệm chi phí thi công. - Thanh thép được đưa vào máy động cơ quay đưa thép vào vị trí với độ dài cài đặt trước ,piston thanh chốt đi ra sau đó piston uốn đi ra uốn thanh thép và giữ 5 giây piston thanh chốt và piston uốn đi vào động cơ quay đưa thanh thép đi ra đủ độ dài piston piston thanh chốt đi ra sau đó piston uốn đi ra uốn thanh thép và giữ 5 giây piston thanh chốt và piston uốn đi vào động cơ quay cứ như thế đến khi thép có hình vuông. động cơ quay đưa thanh thép đi ra đủ độ dài sau đó piston dao đi xuống cắt thanh thép rồi đi lên nếu nút stop được nhấn thì sẽ kết quy trình sẽ kết thúc, nếu nút stop không được nhất thì quy trình sẽ tiếp tục.
- 11 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ PLC NÓI CHUNG VÀ MITSUBISHI FX5U NÓI RIÊNG 2.1 GIỚI THIỆU VỀ FX5U PLC NÓI CHUNG - Bộ điều khiển logic khả trình PLC là thiết bị điện tử bán dẫn thực hiện các hàm điều khiển logic bằng chương trình thay thế cho các mạch logic kiểu rơ le (tiếp điểm và phi tiếp điểm). - Về bản chất, PLC là hệ vi xử lý được thiết kế tương tự máy tính số, với ngôn ngữ lập trình riêng gần gũi với người xử dụng, được ứng dụng trong các bài toán điều khiển logic. Hạt nhân của hệ là bộ vi xử lý thực hiện các phép tính số học và logic cùng với các thành phần cấu thành hệ như bộ nhớ, các cổng vào / ra,. 12 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ - Về phạm vi ứng dụng, PLC là thiết bị đặt tại dây chuyền sản xuất, tích hợp với các thành phần của hệ thống điều khiển để thực hiện điều khiển trực tiếp công nghệ một quá trình kỹ thuật.
PLC thường làm việc trong môi trườn rất khắc nghiệt (nhiệt độ cao, độ ẩm lớn, thời gian hoạt động liên tục) và gắn liền với người vận hành trực tiếp thiết bị. Vì vậy, PLC được thiết kế và chế tạo với các tiêu chuẩn đặc biệt về độ bền, tính module hóa cao, ngôn ngữ lập trình phù hợp và thân thiện với trình độ người sử dụng - Về cơ bản, PLC là thiết bị điều khiển ở hiện trường sản xuất, sát các thiết bị và cơ cấu chấp hành. Tuy nhiệ hiện nay các họ PLC hiện đại được tích hợp các tính năng xử lý thông minh, quản lý dữ liệu và mở rộng các chức năng xử lý ngắt. Ngoài chức năng điều khiển, PLC còn đóng vai trò là khâu thu nhập và xử lý dữ liệu trong các hệ SCADA và là một nút trong các hệ điều khiển phân tán (DCS).
Vì vậy, với quan điểm hệ thống, PLC là thành phần cơ bản cấu thành hệ điều khiển. - Như mọi thiết bị tính, PLC gồm phần cứng và phần mềm. Phần cứng là các thiết bị vật lý cấu thành hệ gồm: nguồn cung cấp, CPU, module vào/ra và các thiết bị phụ trợ. Các thiết bị vật lý được lắp ghép với nhau tạo thành một cấu hình vật lý của hệ thống.
Phền mềm bao gồm hệ điều hành và chương trình ứng dụng. Hệ điều hành do nhà sản xuất cung cấp được cài sẵn rong bộ nhớ cảu PLC. Chương trình ứng dụng do người sử dụng lập bằng ngôn ngữ lập trình của PLC để thực hiện một thuật toán (algorithm) điều khiển xác định. Giữa phần cứng và phần mềm có mối liên hệ chặt chẽ với nhau.
Một chương trình ứng dụng chỉ được thiết lập trên cơ sở một cấu hình vật lý cụ thể. Ngược lại, một hệ thống chỉ có thể thực hiện được đúng thuật toán điều khiển nếu chương trình đó được thiết kế phù hợp với cấu hình của nó. 13 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ FX5U NÓI RIÊNG Tính ưu việt của PLC. - Việc sử dụng PLC thay thế các bộ điều khiển logic nối dây đem lại các lợi ích căn bản.
- Các bộ điều khiển logic nối dây có đặc điểm chung là các phần tử logic là các phần tử vật lý. Bộ điều khiển logic nối dây thực hiện hàm điều khiển bằng sơ đồ nối các phần tử logic bằng dây dẫn vật lý (dây dẫn điện, mạch in) đã được nối cứng. Vì vậy hệ này chỉ thực hiện một hàm điều khiển nhất định. Muốn thay đổi hàm điều khiển cần phải thay đổi cấu trúc của hệ.
Đó là tính không mềm dẻo của bộ điều khiển logic nối dây. Đối với các hệ phức tạp, nhiều phần tử thì tính không mềm dẻo là một nhược điểm lớn. Tuy nhiên, ưu điểm của bộ điều khiển logic nối dây phù hợp với các hệ đơn giản, ít phần tử và công suất lớn. - Đặc điểm của PLC là các phần tử logic được định nghĩa bằng chương trình và thực hiện hàm điều khiển bằng chương trình (hình dưới).
14 Tieu luan Môn PLC GVHD: Lê Long Hồ Hình 1: SƠ ĐỒ HỆ ĐIỀU KHIỂN LOGIC DÙNG PLC - Trong sơ đồ này các module vào và module ra là các thiết bị kết nối với các phần tử logic bên ngoài. Chương trình điều khiển được lưu giữ trong bộ nhớ. PLC thực hiện tuần tự các lệnh của chương trình để điều khiển các thiết bị tương tự như sơ đồ điều khiển kiểu nối dây. - PLC đã thực hiện thay thế các mạch logic nối dây bằng các “mạch logic lập trình được”.