Đang tải... (xem toàn văn)
Bảng phân công địa chỉ các đầu vào ra:CAM_BIEN_1I0.6CAM BIEN PHAT HIEN CHAI BOM NUOCCAM_BIEN_2I0.1CAM BIEN PHAT HIEN CHAI DE DAT NAPCAM_BIEN_3I0.2CAM BIEN PHAT HIEN CHAI DE VAN NAPCAM_BIEN_4I0.3CAM BIEN PHAT HIEN CHAI DE TAY MAY GAPCAM_BIEN_5I0.4CAM BIEN PHAT HIEN THUNGCB_DUNGI0.7CONG_TACI0.5CONG TAC HANH TRINH TAY MAY DUOISTARTI1.0STOPPI1.1CTHT_TRENI1.2CONG TAC HANH TRINH TAY MAY TRENENCODERI0.0STEPQ0.0DAO_CHIEU_1Q0.1DAO CHIEU TAY MAY TRENTAY_MAY_TRENQ0.2DAO_CHIEU_2Q0.3DAO CHIEU TAY MAY DUOIBANG_CHUYEN_1Q0.4TAY_MAY_DUOIQ0.5BANG_CHUYEN_2Q0.6BANG_CHUYEN_3Q0.7BANG_CHUYEN_4Q1.0BANG_CHUYEN_5Q1.1VAN_KHI_1(VK1)Q2.0VAN TAY MAY TREN CUNGVAN_STEP_TREN(VK2)Q2.1VAN_KHI_DO_NUOC(VK3)Q2.2TREN BANG CHUYEN 1. EP XUONG DE DO NUOCVAN_KHI_EP_CHAI(VK4)Q2.3EP XUONG DE VAN NAPVAN_STEP_DUOI(VK5)Q2.4VAN_KHI_VAN_NAP_1(VK6)Q2.5VAN KEP NAPVAN_KEP_CHAI(VK7)Q2.6VAN_KHI_2_3(VK8)Q2.7VAN TAY MAY DUOIMOTOR_BOM_H2OQ3.0MOTOR_VAN_NAPQ3.1VAN_KHI_VAN_NAP2(VK9)Q3.3
GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia CHƯƠNG IV THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾT BIA VÀ ĐÓNG NÚT CHAI TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC S7-200 I YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ: Yêu cầu công nghệ toàn hệ thống: khâu − Cấp nguồn vào hệ thống − Khi nhấn Start hệ thống bắt đầu hoạt động − Khi nhấn Stop hệ thống ngừng hoạt động sau hoàn thành xong *** Lưu ý : Các khối hệ thống vận hành liên tục độc lập với Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Phương án thiết kế phận Bộ phận chiết nước : Khi có chai cấp vào băng chuyền đưa chai đến vị trí cảm biến châm nước băng chuyền dừng lại ,lúc phận chiết nước hạ xuống Van khí động chiết nước chiết nước vào chai (thời gian thay đổi tùy theo thể tích chai) Mức nước chai định khoảng thời gian Delay Nếu chai bơm đầy hệ thống chiết nước nâng lên băng chuyền set để đưa chai tới băng chuyền Băng chuyền đưa chai tới hệ thống đặt nắp chai Bộ phận đặt nắp chai : Khi cảm biến phát có chai băng chuyền dừng lại hệ thống đặt nắp chai hạ xuống Động bước quay góc 90 độ để đưa nắp chai vào vị trí cần thiết, đồng thời xilanh set để đóng nút chai vào miệng chai Sau hệ thống đặt nắp chai nâng lên, băng chuyền set trở lại để đưa chai tới băng chuyền Bộ phận vặn nắp chai : Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Khi băng chuyền đưa chai đến vị trí cảm biến băng chuyền dừng lại Hệ thống vặn nắp hạ xuống VK6 VK9 Set để ép chặt nắp chai từ hai bên, lò xo ép nắp chai từ phía Động vặn nắp quay khoảng thời gian định để vặn chặt nút chai Sau hệ thống vặn nắp từ từ nâng lên băng chuyền hoạt động trở lại để đưa chai tới băng chuyền Bộ phận tay máy đóng hộp : Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Khi băng chuyền đưa chai đến vị tri cảm biến tay máy kẹp lấy chai (tay máy lúc chờ sẵn vị trí gắp chai) Chai không gắp có thùng qua băng chuyền cảm biến xác nhận Lúc băng chuyền dừng lại tay máy gắp chai đến đặt vào vị trí hộp (có tất vị trí) Khi tay máy gắp đủ chai băng chuyền set để tải hộp Tay máy tự động quay vị trí cố định ban đầu để chờ chai Quá trình lại tiếp tục trình II TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ: PLC a Sử dụng PLC S7-200/CPU224 • Có 14 input/ 10 out put • Điện áp nguồn nuôi 220V AC • Điện áp DC/ Relay (24VDC) b Sử dụng module EM 223 • input/ out put Cảm biến Mô hình sử dụng loại cảm biến sau: • Cảm biến quang: A3R-1MX: Loại Mô hình Phạm vi cảm biến Loại chuẩn A3R-30X A3R-1MX A3R-2MX 30cm 100cm 200cm Cấp bảo vệ Điện áp hoạt động IP-65 12 ~ 240 VDC; 24 ~ 240VAC 50/60Hz Phương thức đầu Rơ le Trạng thái đầu NO (Received ON) Độ nhạy điều chỉnh 270 ° Trimmer Emitter LED hồng ngoại 5,0 φ Min Sensible Object Trọng lượng Appr 145g Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia KPS- AN20DS: Các tính o o o o Điện áp cung cấp rộng phạm vi 12VDC -10%-24VDC +10% Kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, gắn kết không gian nhỏ Solid-nhà nước kiểm soát ra, Dark ON hoạt động ÁNH SÁNG Về hoạt động Chỉ số hoạt động thuận tiện E3C-JC4: Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Cảm biến dung (E2K-C) Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Động bước : tùy chọn theo yêu cầu đầu tư dây chuyền sản xuất Page GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia III THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Khối Nguồn SW SW 2 C O N G _ T A C _ N G U OC N A U _ C H I D KHOI NGUON 24V Q C 104 D I O D E _ N G U O N 21 40 V0 u F V C N G U O N _24VD C A _ T A I_ N H IE T R 13 U C 10uF Q LM 7812 A _ T A I_ N H IE T R 14 O U T U C 1000uF C 10_5W 104 C 10uF 150_5W IN 12V 0 0 0 0 Khối điều khiển tốc độ động (PWM) chọn chiều động 12V 12V C U 2A + R 7 - 104 U 2B + - 12V 11 11 10k R 16 R 15 4k7 100k R 17 U 2C 12V 12V R 18 10K 10k 12V 10 B _TR O 5K - R 21 10K 13 + 14 R 20 4k7 11 12 11 U 2D + 0 Page P W M IN 5V LM 7805 O U T G N D 3 C 1000uF J1 G N D 0 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Phân tích mạch: (Xét Opamp lý tưởng) V 14 = A(V 12 − V 13) với A là hệ số khuếch đại của Opamp A rất lớn Thay V14=V13 vào: V 14 = A(V 12 − V 14) A ⇒ V 14 = V 12 ≈ V 12 A +1 V 12 ≈ 5,3V ⇒ V = V = V 14 ≈ 5,3V Xét pt dòng điện tại nút 2: V −V = C ( V − V 1) ' 10 K ⇒ V − V = C.10 K ( V − V 1) ' = 0, 001( V − V 1) ' V ≈ V ≈ 5,3V Khi V > 5,3V ⇒ V > 5,3V ⇒ V ở mức cao (đo được V ≈ 9,5V ) Thay vào pt trên: 9,5V-5,3V=0,001(5,3V-V1)’ ⇒ V = 5,3 + V(0)1 − 4, 2t với V(0)1 là điều kiện đầu của V1 0, 001 ⇒ V1 giảm tuyến tính Đo được giá trị đỉnh của V1 là 6V,giá trị đáy của V1 là 4,7V ⇒ Khoảng TG V1 giảm là: t = − 4, ≈ 0.31ms 4, Khi V < 5,3V ⇒ V < 5,3V ⇒ V ở mức thấp (đo được V ≈ 0,5V ) Thay vào pt trên: 0,5V-5,3V=0,001(5,3V-V1)’ ⇒ V = − V(0)1 + 4,8t với V(0) là điều kiện đầu của V1 0, 001 ⇒ V1 tăng tuyến tính ⇒ Khoảng TG V1 tăng là: t = − 4, ≈ 0.27ms 4,8 Suy dạng sóng của V1 là dạng sóng tam giác chu kỳ 0,58ms Page 10 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Khi băng chuyền đưa chai đến vị trí cảm biến băng chuyền dừng lại Hệ thống vặn nắp hạ xuống VK6 VK9 mở để ép chặt nắp chai từ hai bên, lò xo ép nắp chai từ phía Động vặn nắp quay khoảng thời gian định để vặn chặt nút chai Sau hệ thống vặn nắp từ từ nâng lên băng chuyền hoạt động trở lại để đưa chai tới băng chuyền Chương trình: Page 28 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 29 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 30 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 31 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Băng chuyền 4, 5, tay máy: Begin T= DC duoi N Cảm biến Dừng Đ/C tay máy dưới, khởi động Đ/C tay máy Y Tăng bit đếm lên Encoder đếm đủ xung N Delay 0.5s dừng băng chuyền Y Delay 0.5s tiếp đẩy pittong cánh tay xuống Delay 0.5s tiếp kích cho pittong kẹp chai xuống để kẹp sản phẩm Dừng Đ/C tay máy Delay 0.5s đẩy pittong tay may xuống vị trí tương ứng hộp Delay 0.5s nhả pittong kẹp chai để chai vao hộp N Cảm biến Delay 0.5s nhả pittong tay may vị trí ban đầu Y Rút pittong cánh tay lên, gọi chương trình “Nạp Delay - Encoder” Khởi động động tay máy Bật đảo chiều động tay máy Delay 0.5s khởi động Đ/C tay máy Page 32 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia N Encoder đếm đủ Y Dừng động tay máy Khởi động động tay máy N Bit đếm = or Công tắc HT Y Delay 0.5s Tắt đảo chiều động tay máy Dừng động tay máy Delay 0.5s Tắt đảo chiều động tay máy Page 33 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Băng chuyền 5: Begin NN Cảm biến Y Delay 0.5s dừng băng tải để nhận sản phẩm từ tay máy N Số đếm = Y N Tay máy trở vị trí ban đầu Y Số đếm = Khởi động băng chuyền Page 34 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Khi băng chuyền đưa chai đến vị tri cảm biến tay máy kẹp lấy chai (tay máy lúc chờ sẵn vị trí gắp chai) Chai không gắp có thùng qua băng chuyền cảm biến xác nhận Lúc băng chuyền dừng lại tay máy gắp chai đến đặt vào vị trí hộp (có tất vị trí) Khi tay máy gắp đủ chai băng chuyền set để tải hộp Tay máy tự động quay vị trí cố định ban đầu để chờ chai Chương trình: Page 35 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 36 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 37 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 38 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 39 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 40 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia V CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PHẦN MỀM MÔ PHỎNG S7-200 SIMULATOR CỦA SIEMEN Các bước chạy phần mềm mô phỏng: - Ta viết chương trình phần mềm: STPEP MICROWIN - Sau viết chương trình ta vào menu File chon Export - Đặt tên tệp tin chọn Save - Mở phần mềm mô S7_200.exe - Nhập mật cho PLC : 6596 - Vào menu Configuration chon CPU Type de PLC chon CPU 214 - Vào menu Program chon Load Programa - Chọn Accept chọn vection cho phù hợp với (V3.1) - Chọn file cần mô lưu ban đầu, Nhấn Open \ Nhấn OK - Chọn Run [điều khiển tiếp điểm cần điều khiển công tắc bảng màu xanh (các ngõ vào I0.0 I0.7, I1.0 I1.5) - Quan sát đèn báo PLC Kết nối vận hành thử: - Nối dây vào cổng đầu vào - Nối dây vào cổng đầu - Nối dây cáp nguồn Chọn PLC công cụ sau nhấn Run để chạy chương trình Lưu ý: Khi vận hành cần phải tuân thủ theo yêu cầu công nghệ: trước hết ta phải đặt chế độ cho chương trình theo yêu cầu công nghệ nút ấn.Khi sữa chữa phải thay thiết bị có thông số kỹ thuật tương đương với thiết bị cũ, riêng PLCS7-200 thay Logo Trong trình vận hành cần có chế độ bảo dưỡng định kỳ bảo đảm vệ sinh công nghiệp Page 41 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia VI MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG : Quá trình từ đến Chai rỗng qua xử lý đưa vào dây truyền: 1: Chai bia rót theo mức chọn 2: Đặt nắp lên chai bia 3: Xoáy ép chặt nắp 4: Chai bia gắp vào hộp Sau trình lặp lại Page 42 [...]... hiện có chai thì băng chuyền 2 sẽ dừng lại và hệ thống đặt nắp chai sẽ được hạ xuống Động cơ bước sẽ quay 1 góc đúng bằng 90 độ để đưa nắp chai vào đúng vị trí cần thiết, đồng thời xilanh 2 sẽ được set để đóng nút chai vào miệng chai Sau đó hệ thống đặt nắp chai sẽ được nâng lên, băng chuyền 2 sẽ được set trở lại để đưa chai tới băng chuyền 3 Chương trình: Page 23 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page... này bộ phận chiết nước sẽ được hạ xuống bởi Van khí 3 và động cơ chiết nước sẽ chiết nước vào chai (thời gian có thể thay đổi được tùy theo thể tích của chai) Mức nước trong chai sẽ được định khoảng một thời gian Delay Nếu chai được bơm đầy thì hệ thống chiết nước sẽ được nâng lên và băng chuyền 1 sẽ được set để đưa chai tới băng chuyền 2 Băng chuyền 2 sẽ đưa chai tới hệ thống đặt nắp chai Chương... bia Khi băng chuyền 3 đưa chai đến vị trí cảm biến 3 thì băng chuyền 3 sẽ dừng lại Hệ thống vặn nắp sẽ được hạ xuống VK6 và VK9 sẽ được mở để ép chặt nắp chai từ hai bên, lò xo sẽ ép nắp chai từ phía trên Động cơ vặn nắp sẽ quay trong 1 khoảng thời gian nhất định để vặn chặt nút chai Sau đó hệ thống vặn nắp sẽ từ từ được nâng lên và băng chuyền 3 sẽ hoạt động trở lại để đưa chai tới băng chuyền 4 ... Begin Nạp số chai ban đầu = 0 Gọi chương trình con kiểm tra vị trí ban đầu của tay máy N start Y Gọi chương trình điều khiển băng chuyền 1 khâu rót nước Gọi chương trình điều khiển băng chuyền 2 khâu đặt nắp chai Gọi chương trình điều khiển băng chuyền 3 khâu vặn nắp Gọi chương trình điều khiển băng chuyền 4, 5 và tay máy Stop Dừng 5 băng chuyền Page 15 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Chương trình:... chiều động cơ tay máy Delay 0.5s rồi khởi động Đ/C tay máy trên Page 32 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia N Encoder đếm đủ Y Dừng động cơ tay máy trên Khởi động động cơ tay máy dưới N Bit đếm = 1 or 3 Công tắc HT Y Delay 0.5s và Tắt đảo chiều động cơ tay máy Dừng động cơ tay máy dưới Delay 0.5s và Tắt đảo chiều động cơ tay máy Page 33 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia 6 Băng chuyền 5: Begin 5 NN Cảm biến... trí ban đầu Y Số đếm = 0 Khởi động băng chuyền 5 Page 34 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Khi băng chuyền 4 đưa chai đến vị tri cảm biến 4 thì tay máy sẽ kẹp lấy chai (tay máy lúc này đã chờ sẵn ở vị trí gắp chai) Chai sẽ không được gắp cho đến khi có thùng đi qua băng chuyền 5 và được cảm biến 5 xác nhận Lúc đó băng chuyền 5 sẽ dừng lại và tay máy sẽ gắp chai đến đặt vào vị trí đầu tiên trong hộp... GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Page 17 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia 2 Băng chuyền 1 : Rót nước vào chai Begin BC1 N Cảm biến 1 Y Delay 0.5s Dừng băng chuyền 1 Delay 0.5s Mở van khí 3 KĐ bơm nước N Bơm 5s Y Dừng bơm nước Delay 1s Đóng van khí 3 Chạy lại băng chuyền 1 Page 18 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia Khi có chai được cấp vào thì băng chuyền 1 sẽ đưa chai đến vị trí cảm biến châm nước... qua Opto cách ly đưa tín hiệu 24V cho PLC Page 13 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia IV LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH VIẾT CHO PLC S7-200 Bảng phân công địa chỉ các đầu vào ra: CAM_BIEN_1 CAM_BIEN_2 CAM_BIEN_3 CAM_BIEN_4 I0.6 I0.1 I0.2 I0.3 CAM BIEN PHAT HIEN CHAI BOM NUOC CAM BIEN PHAT HIEN CHAI DE DAT NAP CAM BIEN PHAT HIEN CHAI DE VAN NAP CAM BIEN PHAT HIEN CHAI DE TAY MAY GAP CAM BIEN PHAT HIEN... pittong kẹp chai xuống để kẹp sản phẩm Dừng Đ/C tay máy trên Delay 0.5s rồi đẩy pittong tay may trên và dưới xuống vị trí tương ứng trong hộp Delay 0.5s rồi nhả pittong kẹp chai ra để chai vao hộp N Cảm biến 5 Delay 0.5s rồi nhả pittong tay may trên và dưới về vị trí ban đầu Y Rút pittong cánh tay dưới lên, gọi chương trình con “Nạp Delay - Encoder” Khởi động động cơ tay máy dưới Bật đảo chiều động cơ... động cơ băng chuyền bằng phương pháp điều khiển độ rộng xung PWM bằng LM324 qua Fet IRF540 O U T_R E LA Y LS 19 F E T 7 D 65 1N 4007 N G U O N _24V 8 5 4 2 1 6 3 12V D 63 1N 4007 C 32 104 J30 1 2 M O TO R R E LA Y _D A O - Đảo chiều động cơ dùng PLC đóng ngắt RELAY - Diode D65 dùng để dập tắt dòng ngược khi dừng hoặc đảo chiều Motor Chống nhiễu Page 11 GVHD: Nguyễn Đức Quang Nhà máy bia 3 Khối Step motor: ... chai tới hệ thống đặt nắp chai Bộ phận đặt nắp chai : Khi cảm biến phát có chai băng chuyền dừng lại hệ thống đặt nắp chai hạ xuống Động bước quay góc 90 độ để đưa nắp chai vào vị trí cần thiết, ... quay góc 90 độ để đưa nắp chai vào vị trí cần thiết, đồng thời xilanh set để đóng nút chai vào miệng chai Sau hệ thống đặt nắp chai nâng lên, băng chuyền set trở lại để đưa chai tới băng chuyền ... Nhà máy bia VI MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG : Quá trình từ đến Chai rỗng qua xử lý đưa vào dây truyền: 1: Chai bia rót theo mức chọn 2: Đặt nắp lên chai bia 3: Xoáy ép chặt nắp 4: Chai bia gắp vào hộp