PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đ ược giao đ ề tài (1): Trần Xuân Di ệu, MSSV: 14012961 (2): Nguyễn Quốc Đạt, MSSV: 14041361 Tên đề tài HỆ THỐNG CHIẾT RÓT TỰ ĐỘNG SỬ D ỤNG PLC S7-1200 ĐI ỀU KHI ỂN ĐỘNG CƠ SERVO THEO V Ị TRÍ Nội dung Xây dựng phần cứng, cấu ch ấp hành áp d ụng vi ệc ều ển đ ộng vào cấu cách h ợp lí Tìm hiểu cách đấu n ối ph ần c ứng c PLC S7-1200 b ộ servopack Nắm rõ phương pháp lập trình PLC cách ều ển Thi ết k ế k ết nối WinCC nhằm ều ển giám sát h ệ th ống Kết Đã xây dựng hệ c khí mong mu ốn Th ực hi ện đ ấu n ối lập trình hệ thống ch ạy xác theo u c ầu đ ặt Thi ết k ế SCADA điều khiển giám sát thơng qua máy tính N ắm rõ ki ến th ức c ốt lõi việc vận dụng vào đ án Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 20 Sinh viên _ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG D ẪN - MỤ C L Ụ C PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN T ỐT NGHI ỆP i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG D ẪN ii MỤC LỤC .iii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH: vi DANH SÁCH CÁC BẢNG: ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: .1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu: .1 1.3 Phương pháp nghiên c ứu: .1 1.4 Đối tượng nghiên cứu: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .3 2.1 Thực trạng: 2.2 Cấu trúc: .3 2.3 Hoạt động: 2.4 Lợi ích: 2.5 Ứng dụng: CHƯƠNG 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .6 PLC S7-1200: 3.1.1 Tổng quan PLC S7-1200: 3.1.2 Sơ đồ kết nối PLC S7-1200: .7 3.1.3 Phương pháp l ập trình: 3.2 Servo Pack: 3.2.1 Tổng quan Servo Pack: 3.2.1.1 So sánh với đ ộng c th ường: .10 3.2.1.2 Ưu điểm động servo: 10 3.2.2 Driver SGDM 01ADA: 11 3.2.2.1 Ý nghĩa tên g ọi Driver SGDM: 12 3.2.2.2 Tổng quan driver servo: 12 3.2.2.3 Sơ đồ đấu nối điều ển v ị trí: 13 3.2.2.4 Bảng tham s ố: 15 3.2.2.5 Các cài đặt tham s ố quan tr ọng: 17 3.2.2.6 Hộp số điện tử: 20 3.2.2.7 Thiết lập cho điều ển vị trí: 21 3.2.2.8 Chức điều ch ỉnh servo (Auto turning): 23 3.2.2.9 Các lỗi cảnh báo: 25 3.2.3 Servo Motor: .28 3.2.3.1 Tổng quát động c servo: 28 3.2.3.2 Động SGMAH-01A1A21: 29 3.3 Phần mềm lập trình PLC TIA Portal: 31 3.3.1 Phần mềm TIA - STEP Basis: 31 3.3.1.1 Tổng quan giao di ện c Step 7: 31 3.3.1.2 Tạo dự án với PLC: 34 3.3.1.3 Các Tags STEP 7: 35 3.3.1.4 Các khối lập trình: 38 3.3.1.5 Các lệnh lập trình b ản: 39 3.3.2 Motion Control HSC STEP 7: 42 3.3.2.1 Bộ phát xung PTO: 42 3.3.2.2 Technology Object, Các b ước t ạo thi ết l ập: 45 3.3.2.3 Các khối lập trình Motion control: 53 3.3.2.4 Chú ý lập trình MC: .70 3.3.2.5 HSC: 71 3.3.3 Phần mềm SCADA WinCC RunTime: 75 3.3.3.1 Thêm thiết bị SCADA: 76 3.3.3.2 Kết nối PC (SCADA) PLC: .76 3.3.3.3 HMI tags: 77 3.3.3.4 SCADA screen thành ph ần thi ết k ế: 78 3.3.3.5 Các lệnh WinCC: 81 3.4 Cơ cấu khí: 83 3.4.1 Vít me bi (ballscrew ) gì? 83 3.4.2 Các sử dụng vít me: 84 CHƯƠNG 4.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH VÀ LẬP TRÌNH .85 Thiết kế, đấu nối: 85 4.1.1 Thiết kế: 85 4.1.2 Đấu nối: 86 4.2 Mơ hình: 88 4.2.1 Phần khí: 88 4.2.1.1 Các thành phần chính: 88 4.2.1.2 Không gian hoạt động: 89 4.2.2 Mạch điều ển: 90 4.2.2.1 Các thiết bị sử dụng: 90 4.2.2.2 Thao tác ều ển: 91 4.2.3 Cơ cấu chiết rót: 91 4.2.3.1 Bộ điều khiển c cấu chiết rót: 91 4.2.3.2 Thông số thi ết bị: 92 4.3 Lập trình: 93 4.3.1 Lập trình PLC: 93 4.3.2 Thiết kế giao diện WinCC: 93 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRI ỂN .96 5.1 Kết luận: 96 5.2 Thuận lợi khó khăn: 96 5.2.1 Thuận lợi: 96 5.2.2 Khó khăn: 96 5.3 Hướng phát tri ển: 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC 99 LỜI CẢM ƠN 123 DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH: Hình 2.1: Cấu trúc c h ệ th ống ều ển đ ộng c servo Hình 3.1: Hình dáng bên ngồi c PLC 1212C DC/DC/DC Hình 3.2: Sơ đồ chân c PLC Hình 3.3: Ph ương pháp l ập trình PLC Hình 3.4: Các k ết n ối tổng quan c servo pack Hình 3.5: Nhãn c driver SGDM Yaskawa .11 Hình 3.6: Ý nghĩa tên g ọi SGDM-01ADA 12 Hình 3.7: Mặt c driver v ới phím ều ển 13 Hình 3.8: Mặt c driver v ới c k ết n ối 13 Hình 3.9: Sơ đồ kết n ối c driver .14 Hình 3.10:Hình dáng t quát c đ ộng c servo 28 Hình 3.11:Hình dáng nhãn c đ ộng c servo SGMAH 29 Hình 3.12:Ý nghĩa tên g ọi c đ ộng c servo Yaskawa 30 Hình 3.13: Hình dáng nhãn c m ột s ố lo ại đ ộng c servo khác 31 Hình 3.14:Giao di ện bên ngồi c TIA 32 Hình 3.15: Giao di ện bên c TIA 33 Hình 3.16: Tạo project m ới TIA 34 Hình 3.17: Tạo hay thêm thi ết b ị TIA 34 Hình 3.18: Lựa ch ọn thi ết b ị danh sách s ản ph ẩm c SIEMENS 35 Hình 3.19:Hi ển th ị thi ết b ị sau đ ược thêm vào TIA .35 Hình 3.20:Bảng PLC tag TIA .36 Hình 3.21: Default tag table TIA 36 Hình 3.22: Hi ển th ị c thi ết b ị sau đ ược thêm tag 38 Hình 3.23:Các kh ối l ập trình TIA 38 Hình 3.24: Các l ệnh l ập trình b ản STEP 39 Hình 3.25: Cho phép phát xung .43 Hình 3.26: Lựa ch ọn ch ế đ ộ phát xung PTO 43 Hình 3.27: Ngõ phát xung theo t ừng b ộ phát xung .44 Hình 3.28: Định danh ph ần c ứng 44 Hình 3.29: Xung ều ển di chuy ển h ướng .44 Hình 3.30: Cấu trúc ều ển s d ụng technology object 46 Hình 3.31: Đi ều ển c c ấu s d ụng Technology Object 46 Hình 3.32: Technology object 47 Hình 3.33: Lựa ch ọn b ộ phát xung cho Technology object 47 Hình 3.34: Cấu hình c khí ph ần m ềm l ập trình 48 Hình 3.35: Gi ới h ạn vị trí ph ần m ềm .48 Hình 3.36: Quy t ắc gi ới h ạn v ị trí .48 Hình 3.37: Thi ết lập đ ộng l ực b ằng ph ần m ềm 49 Hình 3.38: Chức jerk limit v ới kh ả làm m ịn 50 Hình 3.39: Chức d ừng kh ẩn c ấp cài đ ặt ph ần m ềm 51 Hình 3.40: Cài đ ặt ngõ vào báo home .51 Hình 3.41: Lựa ch ọn ki ểu di chuy ển v ề home .52 Hình 3.42: V ị trí kh ối l ập trình MC 53 Hình 3.43: Kh ối MC_Power 53 Hình 3.44: Kh ối MC_Reset 55 Hình 3.45: Khối MC_Home .56 Hình 3.46: Kh ối MC_Halt 59 Hình 3.47: Khối MC_MoveAbsolute 60 Hình 3.48: Khối MC_MoveRelative .62 Hình 3.49: Kh ối MC_MoveVelocity 64 Hình 3.50: Kh ối MC_MoveJog 66 Hình 3.51: Kh ối MC_CommandTable 67 Hình 3.52: Kh ối MC_ChangeDynamic .69 Hình 3.53: Cho phép đ ếm xung HSC 71 Hình 3.54: Cấu hình ch ức HSC 71 Hình 3.55: Ngõ vào đ ếm xung đ ịa ch ỉ đ ịnh danh c HSC 72 Hình 3.56: Vùng nh đ ếm xung đ ầu vào 72 Hình 3.57: Kh ối CTRL_HSC 73 Hình 3.58: Thêm thi ết b ị ều ển giám sát s d ụng WinCC 76 Hình 3.59: Ki ểm tra k ết n ối gi ữa máy tính PLC 77 Hình 3.60: Sử dụng HMI tag thi ết k ế 78 Hình 3.61: Bảng HMI tag k ết n ối 78 Hình 3.62: Màn hình thi ết k ế c WinCC .79 Hình 3.63: Ví dụ v ới thi ết k ế đ ơn gi ản .79 Hình 3.64: Các kh ối c cho thi ết k ế WinCC 80 Hình 3.65: Các thành ph ần Elements WinCC 80 Hình 3.66: Events WinCC 81 Hình 3.67: Kích ho ạn hình WinCC .81 Hình 3.68: Tác đ ộng Setbit WinCC 82 Hình 3.69: Các hi ệu ứng WinCC 82 Hình 3.70: Ví dụ s dụng hi ệu ứng đ ổi màu WinCC 83 Hình 3.71: Một s ố lo ại vít me bi 83 Hình 3.72: Cơ cấu ch ạy b ị c vít me .83 Hình 3.73: Hướng xo ắn c vít me 84 Hình 3.74: Các thơng s ố quan tr ọng c vít me 84 Hình 4.1: Thi ết k ế c khí ph ần th ực thi 85 Hình 4.2: Sơ đồ đấu n ối thực ti ễn v ới PLC 86 Hình 4.3: Kết n ối dây PLC, servopack thi ết b ị ch ấp hành terminal 87 Hình 4.4: Đấu n ối ngu ồn b ộ ều ển 87 Hình 4.5: Sơ đồ chân đ ấu n ối v ới Driver 87 Hình 4.6: Hệ khí c đ ề tài .88 Hình 4.7: Các thi ết b ị h ệ ch ạy tr ục 88 Hình 4.8: Hành trình ho ạt đ ộng c h ệ tr ục .89 Hình 4.9: Các thi ết b ị b ảng m ạch ều ển 90 Hình 4.10: Thi ết b ị ều ển c c ấu chi ết rót 91 Hình 4.11: C cấu chi ết rót 92 Hình 4.12: Màn hình đăng nh ập SCADA 93 Hình 4.13: Trang chủ SCADA 94 Hình 4.14: Màn hình ều ển b ằng tay SCADA 94 Hình 4.15: Màn hình ều ển t ự đ ộng SCADA .95 Hình 4.16: Màn hình thơng tin thơng s ố SCADA 95 DANH SÁCH CÁC BẢNG: Bảng 3.1: B ảng sơ đồ chân c PLC S7-1200 Bảng 3.2: Ý nghĩa chân c s đ k ết n ối Driver .14 Bảng 3.3: Ch ức ều ển Fn c driver 15 Bảng 3.4: Ch ức thi ết l ập Pn c driver 16 Bảng 3.5: Ch ức hi ển th ị Un c driver 17 Bảng 3.6: Xác đ ịnh s ố xung Encoder d ựa vào mã tên 20 Bảng 3.7: Tính toán s ố xung đ ể ều ển servo .21 Bảng 3.8: Thông s ố h ộp s ố ện t Pn202 Pn203 .21 Bảng 3.9: Cài đ ặt xung tham chi ếu v ới Pn200 21 Bảng 3.10: Ng ti ến lùi c driver .22 Bảng 3.11: B ật tắt ch ức ngừng ti ến ho ặc lùi 22 Bảng 3.12: L ựa ch ọn ch ế độ encoder .23 Bảng 3.13: Ch ức gi ảm th ời gian đ ịnh v ị Autoturning 23 Bảng 3.14: Ch ức gi ảm rung Autoturning .24 Bảng 3.15: Các l ỗi cảnh báo c Driver 25 Bảng 3.16: Thông s ố kỹ thu ật lo ại đ ộng c servo Yaskawa 30 Bảng 3.17: Các ngõ phát xung c PLC 1212C DC/DC/DC .42 Bảng 3.18: Các chân c kh ối MC_Power .54 Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 5: Xác định ch ế đ ộ home c tr ục Y - FC2 Auto_ROT: Khối rót nước tự đ ộng o Network 1: Bi ến đầu vào b đ ầu q trình rót o Network 2: Thực tác đ ộng piston Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 3: Sau 1s tác đ ộng b ơm o Network 4: tác đ ộng b ơm o Network 5: Nh ận tín hi ệu th ời gian tác đ ộng t hình SCADA o Network 6: Th ực hi ện ng b ơm sau kho ảng th ời gian tác đ ộng o Network 7: Xuất th ời gian hình SCADA o Network 8: Tác động bi ến trung gian Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 9: Sau 2s th ực hi ện ng piston - FC3 Auto_DEM: o Network 1: Khối Counter th ực hi ện đ ếm lên o Network 2: So sánh gán v ị trí Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 3: So sánh gán v ị trí o Network 4: So sánh gán v ị trí o Network 5: So sánh gán v ị trí o Network 6: So sánh gán v ị trí o Network 7: So sánh gán v ị trí o Network 8: So sánh gán v ị trí o Network 9: So sánh gán v ị trí Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 10: So sánh gán v ị trí - FC4 Auto_Motion o Network 1: Khởi tạo kh ối di chuy ển đ ến v ị trí xác c tr ục X o Network 2: Khởi tạo kh ối di chuy ển đ ến v ị trí xác c tr ục Y Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt - FC5 Power: o Network 1: Tạo kh ối ngu ồn tr ục X o Network 2: Tạo kh ối ngu ồn tr ục Y - FC6 Manual: Kh ối ều ển b ằng tay Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 1: Khối cấp ngu ồn cho h ệ tr ục o Network 2: Khối di chuy ển b ằng tay c tr ục X o Network 3: Khối di chuy ển b ằng tay c tr ục Y Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 4: Bi ến tác đ ộng v ề home o Network 5: Kh ối xác đ ịnh v ị trí home tr ục X o Network 6: Kh ối xác đ ịnh v ị trí home tr ục Y o Network 7: Xác định ch ế đ ộ Home tr ục X Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 8: Xác định ch ế đ ộ Home tr ục Y o Network 9: Báo hoàn thành home o Network 10: Tác động di chuy ển v ị trí o Network 11: Kh ối xác đ ịnh v ị trí Manual o Network 12: Kh ối di chuy ển v ị trí xác tr ục X đ ược xác đ ịnh NW11 Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 13: Kh ối di chuy ển v ị trí xác tr ục Y đ ược xác đ ịnh NW11 o Network 14: Test b ơm o Network 15: Test piston o Network 16: Các kh ối chuy ển đ ổi hi ển th ị chuy ển đ ộng SCADA - FC7 Manual_9p: Chương trình xác đ ịnh v ị trí b ằng tay Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 1: So sánh gán v ị trí o Network 2: So sánh gán v ị trí o Network 3: So sánh gán v ị trí o Network 4: So sánh gán v ị trí o Network 5: So sánh gán v ị trí Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 6: So sánh gán v ị trí o Network 7: So sánh gán v ị trí o Network 8: So sánh gán v ị trí o Network 9: So sánh gán v ị trí - FC8 Counter_bottle: Kh ối đ ếm s ố l ượng chai két rót o Network 1: Kh ối c ộng lên sau rót xong Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 2: Quy đổi s ố chai s ố két o Network 3: Reset bi ến đ ếm o Network 4: Xuất giá tr ị bi ến out1 out2 - FC9 Auto_soluongsanpham: Gi ới h ạn s ố l ượng s ản ph ẩm (s ố két, ho ặc chai) o Network 1: Quy đổi s ố chai c ần rót Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt o Network 2: Xác định đ ếm đ ủ s ố chai Khóa luận tốt nghi ệp Trần Xuân Diệu Nguy ễn Qu ốc Đ ạt L Ờ I C Ả M ƠN Lời nhóm xin c ảm ơn quý th ầy cô b ộ môn t ại tr ường giúp chúng em có ki ến th ức n ền t ảng đ ể có th ể t ự tin th ực hi ện đ án tốt nghiệp Xin đặc biệt cảm ơn thầy ThS Nguy ễn Anh Tu ấn, gi ảng viên tr ường Đ ại Học Công Nghi ệp Thành Ph ố H Chí Minh giúp đ ỡ, đ ộng viên đ ưa nh ững hướng cho nhóm th ực hi ện hoàn thành đ án c Chúng em xin c ảm ơn gia đình, b ạn h ọc ln quan tâm t ạo ều kiện, khuyến khích su ốt trình h ọc t ập T ạo đ ộng l ực cho chúng em hồn thành tốt có th ể đ án t ốt nghi ệp Tuy nhiên trình th ực hi ện báo cáo khóa lu ận t ốt nghi ệp chúng em có nhiều sai sót m ột s ố khó khăn khách quan g ặp ph ải nên báo cáo có ph ần thi ếu sót Kính mong quý th ầy cô thông c ảm đ ưa góp ý chân thành đ ể nhóm có th ể rút kinh nghi ệm đ ưa nh ững s ửa đổi ki ến th ức thi ếu B ổ sung thêm ki ến th ức n ền ph ục v ụ cho công việc tương lai Cuối cùng, lần xin chân thành c ảm ơn Tr ường Đ ại H ọc Cơng Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, q th ầy cô Khoa Công Ngh ệ Đi ện b ạn sinh viên khóa Kính chúc người có nhi ều s ức kh ỏe, thành cơng công vi ệc sống Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 ... encoder Tự động điều chỉnh tín hiệu analog tham chiếu (tốc độ, moment) Chế độ điều khiển tay điều chỉnh tốc độ tham chiếu Chế độ điều khiển tay điều chỉnh moment tham chiếu Điều khiển tay điều chỉnh... chỉnh vị trí giám sát ngõ tín hiệu analog Điều khiển tay điều chỉnh độ lợi giám sát ngõ tín hiệu analog Tự động điều chỉnh dòng tín hiệu động Điều khiển tay điều chỉnh dòng tín hiệu động Mật cài... Chuyển đổi độ lợi Chuyển đổi autotuning sang trực tuyến Lựa chọn điều khiển vị trí tham chiếu Chức điều khiển vị trí Chức điều khiển moment Lựa chọn tín hiệu Nhà máy cài đặt Xác nhận cài đặt 0000