HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 1 HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN _ ĐIỆN TỬ   MSSV : 10103130 LỚP : 01DC03 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 01/07/2006 THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH TRẠM CÂN ĐÓNG BAO DÙNG PLC OMRON GVHD : TH.S NGUYỄN XUÂN VINH SVTH : PHẠM ĐẮC QUỐC THÁI HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 3 HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 4 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn đến các Thầy Cô trong Khoa Điện trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM, đặc biệt là các Thầy Cô trong bộ môn Tự Động Hóa đã truyền thụ những kiến thức quý báu để cho tôi thực hiện tốt luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Xuân Vinh đã tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tập luận án này. Sinh viên thực hiện Phạm Đắc Quốc Thái HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 5 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 7 Chương I: Giới thiệu tổng quát trạm cân đóng bao 8 Chương II: Giới thiệu tổng quát về PLC 10 2.1 Hệ thống điều khiển là gì 10 2.2 Vai trò của PLC 10 2.3 Khả năng của PLC 11 2.4 Ưu điểm của PLC 11 2.5 Việc lập trình cho PLC 13 2.6 Các thiết bò nhập xuất dùng trong PLC 13 2.7 Cấu trúc phần cứng của PLC 13 Chương III Khảo sát PLC của hãng Omron 15 3.1 Khảo sát loại CPM2A 16 3.2 Các kiểu liên kết truyền thông của hảng PLC 21 3.3 Các bộ phối hợp truyền dẫn 21 Chương IV Các đặc điểm kỹ thuật của PLC 22 4.1 Các thông số kỹ thuật của PLC họ CPM2A 22 Chương V Lập trình bằng phần mềm SYSWIN …………………………… ……………30 5.1 Giới thiệu SYSWIN 30 5.2 Cài đặt SYSWIN 30 5.3 Lập chương trình với SYSWIN 31 5.4 Đặt tên ký hiệu mô tả(Symbol) cho các đòa chỉ 39 5.5 Nạp chương trình vào PLC(Download program to PLC) 40 5.6 Chạy chương trình(Run) 41 5.7 Bổ xung các lệnh TIMER và COUNTER 41 5.8 Theo dõi và đặt giá trò trong PLC 44 5.9 Lưu chương trình(Save program) 45 5.10 Đọc chương trìnhtừ PLC lên máy tính(Upload) 45 Chương VI Giới thiệu các thiết bò sử dụng 46 6.1 Giới thiệu về đầu cân K3NV 46 6.2 Giới thiệu về LOADCELL 49 6.3 Giới thiệu về các van khí nén 51 Chương VII Giới thiệu các vấn đề về trạm cân đóng bao 53 7.1 Tình Hình Phát Triển Hệ Thống Tự Động Hoá Hiện Nay 53 7.2 Các Phần Tử Trong Mô hình cân đóng bao 53 7.3 Nguyên lý hoạt động trạm cân 56 7.4 Cách bố trí LOAD CELL và nối dây 57 HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 6 7.5 Cách bố trí và kết nối đầu cân K3NV với PLC 58 7.6 Cách ân chỉnh đầu cân K3NV 60 7.7 Cách kết nối và đi dây các thiết bò với output và input PLC 63 7.8 Cách kết nối relay với các van khí và tín hiệu đèn báo hoạt động: 64 7.9 Phần chương trình PLC 64 HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 7 LỜI NÓI ĐẦU Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa để từng bước bắt kòp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế và xã hội. Công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế. Việc tự động hóa là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi lónh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thò trường. Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp nặng nhu cầu về việc sử lý và đònh lượng các luyên liệu cũng được quan tâm đền.Từ đó nhu cầu về việc đònh nguyên liệu một cách tự động đã đươc quan tâm đúng mức nhầm làm giảm thời gian lao động và tăng năng suất lao động,giảm sức người vv… Vì những nhu cầu cần thiết trên mà ý tưởng cho việc thực hiện đề tài về thiết bò cân đóng bao tự động đã được nghó đến.Ngày nay tại các nhà máy ,xí nghiệp với mô hình sản xuất tự động thì việc sử dụng các thiết bò cân đóng bao tự động đã không còn là vấn đề xa lạ nữa vì đó là nhu cầu cần thiết của xã hội nhầm năng cao hiệu quả sản xuất. Trong luận án này chúng ta hãy cùng tìm hiểu về một mô hình trạm cân đóng bao tự động với một số thiết bò thường đựơc sử dụng trong các mô hình cân đóng bao tự động ngoài thực tế ví dụ như load cell, đầu cân,van khí nén,và quan trọng là hiểu về PLC của hãng OMRON. Với kiến thức còn nhiều hạn chế và thời gian làm có hạn nên tập Luận án này không tránh khỏi sự thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của Thầy, Cô. Sinh viên thực hiện Phạm Đắc Quốc Thái HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 8 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CÂN ĐÓNG BAO 1/Tình hình thế giới ngày nay: -Ngày nay với xu hướng công nghiệp hóa tự động hóa nhầm năng cao hiệu quả sản suất nên các vấn đề về tự động rất đươc quang tâm, các thiết bò sản xuất thô sơ lần lược được thay thế bằng các hệ thống sản xuất tự động nhầm giảm bớt những thời gian hao phí không cân thiết , năng cao hiệu quả kinh tế,tăng độ mức độ chính xác cho các công đoạn và theo kòp tốc độ thi công trong các nhà máy sản xuất. -Để theo kip tình hình phát triển của thế giới nên ở nước ta ngày nay việc thay đổi các quy trình thô sơ thủ công bằng các thiết bò hiện đại,tự động hóa là một nhu cầu cấp bách và tất yếu.Từ những nhu cầu về việc thay đổi các thiết bò tự động trong các công đoạn sản xuất mà việc tìm kiếm những thiết bò tự động phục vụ sản xuất đã được quan tâm đúng mức. -Để giải quyết nhu cầu về việc đònh lượng nguyên liệu trong các công đoạn sản xuất,nhầm năng cao hiệu quả kinh tế,tăng độ chính xác,giảm thời gian hao phí,giảm sức người và tăng tốc độ thi công nên mô hình về thiết bò cân đóng bao đã được đề ra. 2/Khả năng của thiết bò cân đóng bao: +Thiết bò cân đóng bao có khả năng thay thế con người thực hiên khâu đònh lượng nguyên liệu và thành phẩm một cách chính xác với năng suất cao vượt trội mà con người không thể thự hiện được bằng cách thủ công.Vì vậy thiết bò cân đóng bao cũng là một bộ phân quan trọng trong các khâu sản suất trong các dây truyền sản suất của các nhà máy xí nghiệp. 3/Ưu điểm của thiết bò cân đóng bao : - Độ chính xác cao - Khả năng sử lý nhanh - Dễ dàng thay đổi thông số cần đo - Năng suất cao - Có khả năng hoạt động tốt trong thời gian dài - Hoạt động tốt trong môi trường công nghiêp 2/Yêu cầu của đề tài thiết kế thi công mô hình cân đóng bao tự động: -Đề tài thiết kế thi công mô hình cân đóng bao tự động: +Tìm hiểu và thi công mô hình cân đóng bao tự động +Tìm hiểu về PLC của hãng OMRON +Viết chương trình PLC cho mô hình cân đóng bao tự động HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 9 3/ Phương hướng giải quyết đề tài: +Đề tài sẽ được thực với mô hình trạm cân gạo với khối lượng chứa đươc của phểu chứa là 8 Kg nguyên liệu sẽ được cân trên phểu cân với một khối lượng cụ thể đặt ra ở đầu cân và được chuyển qua bao chứa bằng một quặng chuyển. +Để thực hiện đề tài này chúng ta cần tìm hiểu một số thiết bò có liên đền việc thiết kế và thi công mô hình trạm cân đóng bao tự động: - Tìm hiểu về PLC của hãng OMRON - Tìm hiểu về LOADCELL và cách kết nối - Tìm hiểu về đầu cân hiển thi tín hiệu(đầu cân K3NV) và cách kết nối cân chỉnh - Tìm hiểu về các thiết bò khí nén - Tìm hiểu và viết chương trình PLC cho mô hình trạm cân HUTECH GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái MSSV: 10103130 LỚP: 01TDH 10 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC 1.1>HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN : Hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bò điện tử, được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn đònh, sự chính xác, sự chuyển đổi nhòp nhàng của một quy trình hoặc một hoạt động sản xuất. Nó thực hiện bất cứ yêu cầu nào của dụng cụ, từ cung cấp năng lựơng đến một thiết bò bán dẫn. Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thì việc điều khiển những hệ thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự động hóa hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy tính chủ. Ngoài ra, nó còn giao diện để kết nối với các thiết bò khác như: bảng điều khiển, động cơ, contact, cuộn dây v.v Khả năng chuyển giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra, nó còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng. Ta thấy PLC sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không được kết nối với các thiết bò cảm biến. Nó cũng không cho phép bất kỳ các máy móc nào hoạt động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ hay các loại thiết bò máy móc khác. Và tất nhiên, vùng máy chủ phải là nơi liên kết các hoạt động của một vùng sản xuất riêng biệt. 1.2>VAI TRÒ CỦA PLC: Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem như là trái tim của hệ thống điều khiển. Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong bộ nhớ của PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm: kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bò nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bò xuất. PLC được dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Hoặc ta có thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quá trình phức hợp. [...]... IR251 10- Cổng giao tiếp với thi t bò ngoại vi : liên kết PLC với thi t bò lậ p trình: Má y tính chủ, thi t bò lập trình cầm tay v.v 11 - Cổng giao tiếp RS-232C : liên kết PLC với thi t bò lập trình (ngoại trừ thi t bò lập trình cầ m tay và máy tính chủ) 12- Communication Switch : là công tắc , chọ n để sử dụng một trong hai cổng Peripheral hoẵc cổng RS-232C để liên kết vớ i thi t bò lập trình 13- Bộ... 1.6.1> Thi t Bò Nhập: Sự thông minh của một hệ thống tự động hóa phụ thuộc vào khả năng đọc cá c tín hiệu từ các cảm biến tự động của PLC Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thi t bò nhập là: nút ấn, cầu dao, phím v.v Ngoài ra, PLC còn nhậ n được tín hiệu từ các thi t bò nhận dạng tự độ ng như: công tắc trạng thái, công tắc giới hạn, cảm biến quang điện v.v Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải... CPU mà ta dùng nguồn AC từ 100V-240V hoặc nguồn DC 24V 2 - Chân nối đất bảo vệ (đối với loại CPU dùng nguồn AC): để bảo vệ an toàn cho người sử dụng 3 - Nguồn cung cấp cho ngõ và o : đây là nguồn 24V DC được dùng để cung cấp điện áp cho các thi t bò đầu vào (đối vớ i loại CPU dùng nguồn AC ) 4 - Các ngõ vào : để liê n kết CPU với cá c thi t bò ngõ vào 5 - Các ngõ ra : để liê n kết CPU với cá c thi t bò... hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các modules nhập SVTH: Phạm Đắc Quốc Thái LỚP: 01TDH MSSV: 10103130 12 GVHD: Th.s NGUYỄN XUÂN VINH LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP 1.6.2> Thi t Bò Xuất: Trong một hệ thống tự động hóa, thi t bò xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thi t bò xuất thì hầu như hệ thống sẽ bò tê liệt hoàn toàn Các thi t bò xuất thông thường là: động... “Chủ – tớ” giữa máy tính chủ hoặc thi t bò lập trình cầm tay với PLC Sử dụng để đọ c / ghi dữ liệu từ thi t bò lậ p trình và o PLC Truyền thông liên kết chủ 1-1: Thực hiện việc liên kết 1-1 giữa CPM2A CPU với máy tính tương thích, máy tính IBM PC/AT hoặc màn điều khiển PT thông qua cổng Peripheral hoặc cổng RS-232C Truyền thông liên kết chủ 1-N: Kiểu liên kết này cho phép kết nối 1 máy tính chủ hoặc PT... nguồn từ PLC và truyền thông với PLC thông qua bộ kết nối (connector) trên mặt lưng (Back Plane) của PLC Slave Rack : H U TE Chỉ được dùng để gắn I/O Unit và Special I/O Units mà thôi Khi đươc gắn thêm cá c module điều khiển khác tương ứng với từng loại Rack, khả năng điều khiển của PLC được mở rộng 2.2> CÁC KIỂU LIÊN KẾT TRUYỀN THÔNG CỦA PLC: 2.2.1> Truyền Thông Liên Kết Chủ : Là mối liên kết “Chủ... NĂNG CỦA PLC: PLC (Program Logical Controller - Bộ điều khiển Logic có thể lập trình được), là một thi t bò điều khiển đa năng được dùng rộng rãi trong công nghiệp để điề u khiển hệ thống theo một chương trình đượ c viết bởi người sử dụng Nhờ hoạt động theo chương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiể n nhiều thi t bò máy móc khác nhau Chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển và cách kết nối... Chuyển khóa này đến vò trí “HOST” khi đang dùng hệ thống liê n kết chủ (Host Link) để nối đến máy tính cá nhân (Persional Computer) Hoặc khi PC đang được kết nối với một màn hình điều khiển (PT) thì ta chuyển khóa này đến vò trí “NT” 2 Bộ nối kết: Bộ nối kết đến Peripheral Port của CPU 3 Port RS232C: Kết nối đến máy tính chu ûhoặc màn hình điều khiển hoặc các thi t bò ngoại vi khác Adapter RS-422: 1-... LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP Trên màn hình sẽ hiện ra một cửa sổ “ New project setup” để thi t lậ p cấu hình hệ thống vớ i các mục như sau: nghóa Thông số cần chọn PLC Type Loại PLC đang được dù ng CPM1(A) CPU Loại CPU của PLC All Series Họ PLC C Editor Lựa chọn ngôn ngữ lập trình được sử dụng Ladder Project Type Công việ c sắp thực hiệ n Program Interface Giao diện truyền tin giữa PLC với máy tính Serial communication... của PLC cũ ng như các bộ điều khiển hiện đại khác đã mở ra một thời đại mớ i trong lónh vự c tự động hóa Với những khả nă ng điều khiển phong phú và phứ c tạp hơn, PLC đã vượt xa các mạch điều khiển cổ điển dùng dây nối và Relay Các hệ thống, dây chuyền sản xuất được điều khiển một cá ch nhòp nhàng hơn, các thi t bò, máy mó c đượ c điều khiển chính xác hơn 1.6> CÁC THI T BỊ NHẬP VÀ XUẤT DÙNG TRONG PLC: . trong môi trường công nghiêp 2/Yêu cầu của đề tài thi t kế thi công mô hình cân đóng bao tự động: -Đề tài thi t kế thi công mô hình cân đóng bao tự động: +Tìm hiểu và thi công mô hình cân đóng. số thi t bò có liên đền việc thi t kế và thi công mô hình trạm cân đóng bao tự động: - Tìm hiểu về PLC của hãng OMRON - Tìm hiểu về LOADCELL và cách kết nối - Tìm hiểu về đầu cân hiển thi. THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN _ ĐIỆN TỬ   MSSV : 10103130 LỚP : 01DC03 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 01/07/2006 THI T KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH TRẠM CÂN ĐÓNG BAO DÙNG PLC