SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 58
Thiết kế chế tạo hệ thống giám sát quá trình chiết
rót và đóng nắp chai tự động
MỤC LỤC
MỤC LỤC………………………………………………………………………….............................1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN.......................................................................................................................4
ABSTRACT................................................................................................................................5
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................6
Mục đích nghiên cứu :.................................................................................................................6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT, VẶN NẮP CHAI ......................9
1.1. Tổng quan về dây chuyền.....................................................................................................9
1.1.1. Phạm vi áp dụng................................................................................................................9
1.1.2. Yêu cầu thiết kế..................................................................................................................9
1.1.3. Các chức năng chính của hệ thống ...................................................................................10
1.1.4. Nguyên lý hoạt động.........................................................................................................11
1.1.5. Các công nghệ trên dây chuyền chiết rót, đóng nắp, đóng thùng......................................12
1.1.5.1. Kiểm tra khuyết tật chai................................................................................................12
1.1.5.2. Chiết nước vào chai.......................................................................................................13
1.1.5.3. Đóng nắp chai................................................................................................................15
1.1.5.4. Cảm biến dùng trong các dây chuyền chiết rót..............................................................16
1.1.5.5. Dây chuyền đóng thùng.................................................................................................17
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ SIMATIC S7-300....................................................................19
2.1. Giới thiệu chung..................................................................................................................19
2.1.1. Các modul PLC S7-300 ....................................................................................................20
2.1.1.1. Modul CPU...................................................................................................................20
2.1.1.2. Modul mở rộng..............................................................................................................21
2.2. Ngôn ngữ lập trình..............................................................................................................25
2.3. Tập Lệnh S7-300.................................................................................................................26
2.3.1. Lệnh về timer...................................................................................................................26
2.3.2. Bộ đếmCounter................................................................................................................28
2.3.3. Lệnh so sánh.....................................................................................................................30
2.3.4. Các lệnh về số học ............................................................................................................30
2.3.5. Lệnh di chuyển.................................................................................................................31
2.3.6. Lệnh dịch bit....................................................................................................................31
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG
CHIẾT NƯỚC, VẶN NẮP CHAI..............................................................................................32
3.1 Giới thiệu quy trình công nghệ.............................................................................................32
3.1.1 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai ..................................................................................32
3.2 Viết chương trình S7-300 .....................................................................................................33
3.2.2 Phân công vào ra và lập bảng đồ tài nguyên......................................................................35
3.2.3 Viết chương trình PLC......................................................................................................35
CHƯƠNG 4 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI................................................43
4.1 Tổng kết...............................................................................................................................43
4.2 Hạn chế của đề tài................................................................................................................43
4.3 Hướng phát triển.................................................................................................................43
4.4 Mô hình sau khi đã hoàn thành...........................................................................................45
4.5 Mô hình thực tế....................................................................................................................46
KẾT LUẬN ...............................................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................58
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hệ thống chiết rót, đóng nắp sữa.........................................................................................................................10
Hình1.2 Thiết bị chiết rót sữa ...............................................................................................................................................10
Hình 1.3 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động.....................................................................................................12
Hình 1.4 Máy kiểmtra khuyết tật chai................................................................................................................................13
Hình 1.5 Máy chiết bàn quay................................................................................................................................................15
Hình 1.6 Máy chiết rót và đóng nắp kiểu bàn xoay ..........................................................................................................15
Hình 1.7 Cảm biến phản quang............................................................................................................................................16
Hình 1.8 Bộ phận gắp chai....................................................................................................................................................17
Hình 1.9 Đóng thùng kiểu “Drop” .......................................................................................................................................18
Hình 2.1 Cấu hình của một trạm PLC S7-300 ...................................................................................................................20
Hình 2.2 Một số CPU của PLC S7-300 ..............................................................................................................................21
Hình 2.3 Các loại modul mở rộng của S7-300...................................................................................................................23
Hình 2.4 Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC..................................................................................................................25
Bảng 3.2 Bảng đồ tài nguyên.................................................................................................................................................35
Hình 3.3 Đặt tên cho Profect..................................................................................................................................................36
Hình 3.4 Chọn Station > 2 Simatic 300 Station ..................................................................................................................36
Hình 3.5 Chọn các module cho cấu hình phần cứng trạm ................................................................................................37
Hình 3.6 Mở khối OB1 ...........................................................................................................................................................37
Hình 3.7 Nơi viết chương trình cho PLC.............................................................................................................................38
Hình 3.8 Giao diện Simatic S7 manager ..............................................................................................................................38
Hình 3.9 chương trình điều khiển trên PLC S7-300. .........................................................................................................42
Hình 4.0 Mặt trước của mô hình............................................................................................................................................45
Hình 4.1 Mặt sau của mô hình...............................................................................................................................................46
Hình 4.2 Động cơ 1 chiều có giảm tốc................................................................................................................................48
Hình 4.3 Bơm một chiều mini ..............................................................................................................................................49
Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của cảmbiến tiệm cận .....................................................................................................50
Hình 4.5 Hình ảnh thực tế của cảmbiến .............................................................................................................................50
Hình 4.6 Van điện từ ..............................................................................................................................................................51
Hình 4.7 Xi lanh khí nén........................................................................................................................................................53
Hình 4.8 Nguyên lý làm việc của xy lanh khí nén ............................................................................................................53
Hình 4.9 Relay trung gian......................................................................................................................................................54
Hình 4.10 Nút nhấn.................................................................................................................................................................55
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Trong khóa luận này sẽ đề cập đến thiết kế giao diện để điều khiển, giám
sát và thu thập dữ liệu từ xa cho mô hình trộn, chiết rót và đóng nắp chai. Giao
diện được thiết kế trên phần mềm WinCC của hãng Siemens với thiết kế đẹp
mắt và đầy đủ các tính năng cần thiết cho người vận hành cũng như người giám
sát hệ thống.
Khóa luận cũng hướng dẫn cụ thể các bước để các bạn khóa sau có thể
tham khảo lập trình trên WinCC một cách dễ dàng. Một số đoạn chương trình
lập trình theo ngôn ngữ Visual C++ cơ bản kết hợp với ngôn ngữ lập trình
Visual Basic hiển thị thông tin tính toan biểu thức. Với các chức năng cần thiết,
phân quyền người dùng trong WinCC, thiết kế giao diện từ thư viện, tạo nút
nhấn, hiển thị tín hiệu Analog Input hoặc Output,hiển thị cửa sổ làm việc nhỏ
trên cửa sổ lớn, chuyển đổi giữa các file ảnh khác nhau, tạo cảnh báo Alarm
hoặc xuất dữ liệu ra Excel …
Mô hình được điều khiển thông qua PLC S7-300 của Siemens đây cũng là
loại PLC cao cấp của Siemens sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp tự
động vừa và lớn với yêu cầu ổn định và chất lượng cao. Mô hình điều khiển thiết
kế đơn giản với 3 bồn thực hiện cấp nguyên liệu và trộn nhiên liệu, trong mô
hình này sử dụng cảm biến siêu âm để xác định mực nước trong bồn trộn và thu
thập dữ liệu đưa về WinCC. Các cảm biến khác bao gồm cảm biến quang để xác
định vị trí chai, cảm biến từ xác định vị trí xi lanh, cảm biến điện dung xác định
mực nước trong chai và hệ thống khí nén cũng được sử dụng.
Băng tải có thể điều chỉnh tốc độ bằng tay tuy nhiên các bạn khóa sau có
thể nâng cấp điều khiển tốc độ động cơ băng tải bằng Analog Ouput để phát
triển đề tài. Do nhiều khó khăn và kinh phí không cho phép nên mô hình chưa
được hoàn thiện như mong muốn. Hi vọng quý bạn đọc có thể tìm hiểu khóa
luận này để có thể phục vụ cho nhu cầu cần thiết của mình trong học tập hay
trong quá trình đi làm tại các nhà máy có sử dụng SCADA .
ABSTRACT
This topic will address the interface design for remote control, data
collection and monitoring of the mixing, filling and capping model. The
interface is designed on Siemens' WinCC software with a beautifully designed
and full of essential features for the operator as well as the system supervisor.
The course also provides detailed instructions for you to lock the following
can refer to programming on WinCC easily. Some programming sequences in
basic Visual C ++ programming language combine with the Visual Basic
programming language to display expressive information. With the necessary
functions, user authorization in WinCC, interface design from the library, button
creation, display of Analog Input or Output, display of small windows in large
windows, switching between Various image files, Alarm alert or export data to
Excel ...
The Siemens S7-300 PLC is also a high-end Siemens PLC that is widely
used in large and medium auto parks with high quality and stable requirements.
Simple design control model with 3 sinks providing material feed and fuel
mixing, in this model use ultrasonic sensor to determine the water level in the
mixing tank and collect the data to WinCC. Other sensors include optical
sensors for locating the cylinders, magnetic sensors locating cylinders,
capacitive sensors for determining water levels in cylinders and compressed air
systems also used.
Conveyors can be adjusted manually, but the latter can be upgraded to
control the speed of the motor with Analog Ouput to develop the subject. Due to
many difficulties and funding, the model has not been completed as expected.
Hope you read this topic to be able to cater to your needs in learning or in the
process of working at SCADA factories.
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng
đối với sự phát triển của một quốc gia. Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật....
thì tự động hóa không còn xa lạ. Ở các nước này máy móc hầu như đã thay thế
lao động chân tay, số lượng công nhân trong nhà máy đã giảm hẳn và thay vào
đó là những lao động chuyên môn, những kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát
trực tiếp quá trình sản xuất trên thông qua máy tính. Một trong những ứng dụng
giám sát đó là WinCC (Windows Control Centre), nó giúp ta điều khiển và giám
sát toàn bộ quá trình sản xuất thông qua máy tính mà không phải trực tiếp xuống
nới sản xuất để quan sát. Những điều trên chứng tỏ tầm quan trọng của việc ứng
dụng WinCC trong lĩnh vực tự động hóa. Việt Nam là nước đang phát triển thì
nhu cầu hiện đại hóa trong công nghiệp là điều hết sức quan trọng đối với sự
phát triển kinh tế cũng như nhu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.
Là những sinh viên theo học chuyên ngành “ Kỹ thuật điều khiển và tự
động hóa” cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp
nước nhà, em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới
để có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học,
phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa. Vì những lí do trên em
đã chọn đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng
nắp chai tự động ”.
Đề tài gồm có các nội dung chính như sau:
Chương I: Tổng quan về dây chuyền chiết rót, vặn nắp chai.
Chương II: Tổng quan về Simatic S7-300 .
Chương III: Chương trình điều khiển, mô hình thực tế.
Chương IV: Tổng kết và hướng pháttriền đề tài.
Mục đích nghiên cứu :
Nắm vững kiến thức về lập trình với S7-300, mô phỏng quá trình
hoạt động của một hệ thống với WinCC.
Nghiên cứu đề tài nhằm tích lũy kinh nghiệm, học hỏi thêm kiến
thức và phát huy tính sáng tạo, giải quyết vấn đề.
Theo phương châm học đi đôi với hành thì việc tạo ra một hệ thống
mô phỏng dùng S7-300 và WinCC là một yêu cầu cần thiết, đáp ứng được
nhu cầu đặt ra.
Đánh giá đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho cán bộ phản biện)
Giảng viên đánh giá:.......................................................................................................
Họ và tên Sinh viên:................................................ MSSV:……………………………
Tên đồ án: ................................... ................................... ..............................................
…………………………………………………………………………………………..
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
1
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và các giả thuyết (bao
gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như phạm vi ứng dụng của đồ án
1 2 3 4 5
2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5
3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề 1 2 3 4 5
4 Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệmvà trình bày rõ ràng kết quả đạt được 1 2 3 4 5
Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
5
Mục tiêu và phương pháp thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một
cách có hệ thống
1 2 3 4 5
6
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết quả đều được phân
tích và đánh giá thỏa đáng.
1 2 3 4 5
7
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa kết quả đạt được và
mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải quyết
có thể thực hiện trong tương lai.
1 2 3 4 5
Kỹ năng viết (10)
8
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương logic và đẹp mắt
(bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được đánh số thứ tự và được giải thích
hay đề cập đến trong đồ án, có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có
mở đầu chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có trích dẫn
đúng quy định
1 2 3 4 5
9
Kỹ năng viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học,lập luận logic và có cơ sở,
từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
1 2 3 4 5
Kết quả nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
10a
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học
giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải 3
trở lên/ Có đăng ký bằng phát minh sáng chế
5
10b
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa
học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi
quốc gia và quốc tế khác về chuyên ngành
2
10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học 0
Điểm tổng /50
Điểm tổng quy đổi về thang 10
3. Nhận xét thêm của Thầy/Cô
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Nghệ An, ngày…..tháng 05 năm 2017
Người nhận xét
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT, VẶN NẮP CHAI
1.1. Tổng quan về dây chuyền
1.1.1. Phạm vi áp dụng
Cơ sở sản xuất sữa, sữa tươi, sữa chưa và các loại nước uống tinh khiết
đóng chai hoặc nước khoáng hoặc các loại nước uống không ga khác. Chai nước
sử dụng: Loại chai PET có dung tích từ250ml đến 2250ml.
1.1.2. Yêu cầuthiết kế
 Điện áp sử dụng: 1 pha 220V, 50Hz hay 3 pha 380V, 50 Hz. Dòng tải:
Tùy theo công suất bơm sử dụng và các thiết bị ngoại vi khác, thông
thường không nhỏ hơn 5A.
 Các biện pháp an toàn điện: Hệ thống được thiết kế ELCB chống giật trên
toàn hệ thống và các thiết bị điện khác đạt chuẩn CE. Nút tắt khẩn cấp khi
có sự cố xảy ra.
 Khung sườn thiết bị: Được thiết kế bằng thép không gỉ SS304 hoặc
SS316, chịu được lực rung lớn.
 Ống dẫn nước: Ống chịu áp lực cao bằng PVC hoặc bằng thép không gỉ
304 (tùy theo yêu cầu thiết kế), đảm bảo an toàn vệ sinh, không đóng cặn,
gỉ sét và gây ra các nấm mốc vi sinh.
 Các thiết bị lọc sữa: Vật tư, thiết bị lọc đạt chuẩn.
Hình 1.1 Hệ thống chiết rót, đóng nắp sữa
Hình1.2 Thiết bị chiết rót sữa
1.1.3. Các chức năng chính của hệ thống
 Hệ thống kết hợp 3 máy xúc rửa, chiết rót và đóng nắp thành 1 dây
chuyền thống nhất.
 Hệ thống tiêu chuẩn: hệ thống bao gổm 3 máy rời rạc: Xúc rửa, chiết rót,
đóng nắp, nối liền với nhau thành 1 hệ thống xuyên suốt.
 Mạch điều khiển trung tâm PLC của Siemens: Điều khiển xuyên suốt hệ
thống xúc rửa, chiết rót, đóng nắp. Bảng mạch hiển thị trạng thái hoạt
động của hệ thống trên các đèn led (màu xanh). Khi có sự cố xảy ra, hệ
thống ngắt điện hoàn toàn tự động, tín hiệu âm thanh bíp bíp sẽ được phát
ra. Ngoài ra chương trình trong PLC này nhiều chức năng hơn hệ thống
tiêu chuẩn.
 Khung sườn : Được làm bằng thép không gỉ.
 Động cơ xoay vòng bằng công nghệ Đức: Các chai PET được vận chuyển
tự động trên băng chuyền xoay vòng liên tục vào hệ thống chiết rót, xúc
rửa.
 Ống dẫn nước: Bằng Inox.
 2 chế độ hoạt động auto/manual: Giúp người sử dụng có thể kiểm tra hoạt
động của các chức năng.
1.1.4. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống hoạt động theo các bước sau đây:
 Vỏ chai PET được đặt trên băng chuyền trước khi vào hệ thống xúc rửa
chiết rót và đóng nắp (gọi tắt là RFC).
 Nguồn nước tinh khiết từ bồn chứa được nối vào hệ thống RFC.
 Băng chuyền sẽ tự động vận chuyển chai PET vào hệ thống xúc rửa. Các
chai di chuyển xoay vòng và vào đúng vị trí vòi nước xúc rửa. Lưu ý nước
rửa có áp lực khá mạnh để rửa sạch chai PET do bơm thiết kế sẵn trong
máy phun lên.
 Sau khi rửa, chai PET sẽ được đưa vào vịtrí chiết rót, các cánh tay đòn sẽ
giữ chặt cổ chai để tránh đổc hai trong qua trinh rót. Các chai được xoay
vòng liên tục trên băng chuyền chiết rót. Máy bơm nước được thiết kế sẵn
trong máy sẽ tự động chiết rót vào bình.
 Khi bình chứa đã đầy nước, sẽ được chuyển sang vị trí đóng nắp. Nắp
bình chứa được lấp đầy trong ống chứa và được đưa vào ngay đầu chai
PET.
 Các tay đòn sẽ siết nắp chặt.
 Sau đó chai PET được chuyển trên băng tải ra ngoài.
 Bình chứa được tiếp tục chuyển đến máy bao màng co bằng (nếu có).
Hình 1.3 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động
Do giới hạn đề tài là mô phỏng trên máy tính nên em sẽ nghiên cứu những
thiết bị phần điện tự động là chính, mô hình mô phỏng sẽ có một số điểm khác
so với hệ thống thực để thuận thiện cho việc mô phỏng.Cụ thể là dây chuyền mô
phỏng sẽ có các khâu chính là:
 Kiểm tra khuyết tật chai.
 Chiết nước vào chai.
 Đóng nắp chai.
 Đưa sang dây chuyền đóng thùng sản phẩm.
1.1.5. Các công nghệ trên dây chuyền chiết rót, đóng nắp, đóng thùng
1.1.5.1. Kiểm tra khuyết tật chai
Để kiểm tra được khuyết tật trên sản phẩm chai nhựa người ta thường
dùng các hệ thống máy hiện đại, hiện nay có không ít các nhà cung cấp thiết bị
để thực hiện quá trình này, theo kinh nghiệm và tìm hiểu thì em được biết hãng
PRESSCO TECHNOLOGY INC là nhà cung cấp dòng sản phẩm
INTELLISPEC mã CP500 thực hiện quá trình kiểm tra và phân loại và loại bỏ
chai bị hỏng không đủ yêu cầu chất lượng như:
 Chai bị móp trong lúc sản xuất hay trong quá trình vận chuyển.
 Chai dính bẩn.
Dòng sản phẩm INTELLISPEC CP500: được trang bị 2 camera bên trong
và được kết nối với hệ thống máy tính chuyên dụng được cung cấp bởi chính
nhà cung cấp. Máy có bộ nguồn UPS mắc song song với nguồnđiện nên có thể
hoạt động thêm một thời gian sau khi cúp điện.
Nguyên tắc: Camera chụp và phân tích hình ảnh từng chai, đưa tín hiệu về
máy tính xử lí với phần mền chuyên dụng được cài đặt độ nhạy theo mục đích
của yêu cầu sản phẩm và loại (Reject) các sản phẩm không đạt yêu cầu. Tốc độ
chụp của camera có thể lên đến hàng nghìn chai một phút.
Hình 1.4 Máy kiểm tra khuyết tật chai
1.1.5.2. Chiết nước vào chai
Hiện nay có khá nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng
sẽ có cách chiết rót khác nhau như: Nước có ga, nước không ga, chất lỏng dạng
cô đặc. Định lượng sản phẩm lỏng là chiết một thể tích nhất định sản phẩm lỏng
và rót vào trong chai, bình, lọ, v.v.. Định lượng sản phẩm lỏng bằng máy được
sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm. Khi định lượng bằng
máy thì cải thiện được điều kiện vệ sinh, đảm bảo được năng suất cao và định
lượng sản phẩm một cách chính xác.
Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có:
 Định lượng bằng bình định mức: Chất lỏng được định lượng chính xác
nhờ bình định mức trước khi rót vào chai.
 Định lượng bằng chiết tới mức cố định: Chất lỏng được chiết tới mức cố
định trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thể tích bù trừ ra khỏi
chai; khi đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng như nhau bất
kể thể tích của các chai có bằng nhau hay không. Ngoài ra còn sử dụng
ống thông hơi, chất lỏng được chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ
dứng lại. Phương pháp nầy có độ chính xác không cao, tuỳ thuộc độ đồng
đều của chai.
 Định lượng bằng cách chiết theo thời gian: Cho chất lỏng chảy vào chai
trongkhoảng thời gian xác định, có thể xem như thể tích chất lỏng chảy là
không đổi. phương pháp nầy chỉ áp dụng cho các sản phẩm có giá tri thấp,
không yêu cầu độ chính xác định lượng.
Các phương pháp chiết rót sản phẩm gồm có:
 Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào trong chai do
chênh lệch về độ cao thủy tĩnh. Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với
các chất lỏng ít nhớt.
 Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không,
chất lỏng sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất
trong chai. Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp
dụng phương pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai.
 Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản
phẩm có gas như bia, nước ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn
áp suất khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất
lỏng. Với phương pháp rót đẳng áp thông thường, người ta nạp khí CO2
vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp suất trong bình hứa,
sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ chênh lệch độ
cao. Máy định lượng-chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cơ cấu rót, mỗi
cơ cấu rót được bố trí chiết cho 1 chai.
 Các cơ cấu rót có thể được bố trí thẳng hàng, làm việc cùng lúc (máy chiết
có cơ cấu chiết thẳng) hoặc bố trí trên bàn quay, làm việc tuần tự (máy
chiết bàn quay) như hình bên dưới:
Hình 1.5 Máy chiết bàn quay
1.1.5.3. Đóng nắp chai
Máy đóng nắp chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống,
thức phẩm, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp. Máy có tác dụng đóng bao kín
các loại chai thủy tinh, nhựa, đảm bảo việc niêm phóng kín, không rò rỉ chất
lỏng ra ngoài.
Nắp chai được dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời được xếp
đúng chiều, chai nước được đưa vào vị trí dập nắp và cố định để hệ thống dập
nắp hoạt động. Sau khi dập nắp chai sẽ được đưa tới bộ phận vặn nắp để chắc
chắn rằng tất cả các nắp phải được đóng kín.
Hình 1.6 Máy chiết rót và đóng nắp kiểu bàn xoay
1.1.5.4. Cảm biến dùng trong các dây chuyền chiết rót
Tại mỗi khâu chúng ta dùng cảm biến vị trí để xác định vị trí của sản
phẩm. Khi gặp sản phẩm cảm biến sẽ có tín hiệu báo về bộ điều khiển để ra lệnh
điều khiển. Để xác định vị trí và dịch chuyển của sản phẩm, ta dùng loại cảm
biến quang điện. Cảm biến quang điện bao gồm 1 nguồn phát quang và 1 bộ thu
quang. Nguồn phát quang sử dụng Led hoặc Laser phát ra ánh sáng thấy hoặc
không thấy tùy theo bước sóng. 1 bộ thu quang sử dụng diode hoặc transitor
quang. Ta đặt bộ thu và phát sao cho vật cần nhận biết có thể che chắn hoặc
phản xạ ánh sáng khi vật xuất hiện.
Ánh sáng do Led phát ra được hội tụ qua thấu kính. ở phần thu ánh sáng
từ thấu kính tác động đến transitor thu quang. Nếu có vật che chắn thì chùm tia
sẽ không tác động đến bộ thu được. sóng dao động dùng để bộ thu loại bỏ ảnh
hưởng của ánh sáng trong phòng. Ánh sáng của mạch phát sẽ tắt và sáng theo
tần số mạch dao động. Phương pháp này sử dụng mạch dao động làm cho cảm
biến thu phát xa hơn và tiêu thụ ít công suất hơn.
Trên thị trường hiện nay có 3 loại cảm biến quang điện chính:Through-
beam sensors (cảm biến tia xuyên qua), Retro-reflective sensors (cảm biến phản
quang), Diffuse reflection sensor (cảm biến phản xạ khuếch tán).
Hình 1.7 Cảm biến phản quang
Trong quá khứ, đối với nhà máy bia, nước ngọt, việc phát hiện các chai
PET có chất liệu trong suốt là rất khó khăn, yêu cầu phải điều chỉnh phức tạp
cảm biến cho ứng dụng đó. Hiện nay công nghệ phát triển hơn ta có loại cảm
biến phản quang dể dàng phát hiện các vật liệu cho trai PET và thủy tinh. Một
trong số đó là bộcảm biến O5G500 và một bộ lọc phân cực cùng với lăng kính
phản xạ E20722.
1.1.5.5. Dây chuyền đóng thùng
Các máy đóng thùng chai hiện nay rất đa dạng từ thô sơ tới cực kỳ hiện
đại. tùy theo doạng sản phẩm sẽ có cách đóng gói khác nhau. Với chai lọ thủy
tinh dễ vỡ hay các chai có dung tích lớn thường được đóng thùng bằng cánh tay
Robot.
Phương pháp này hiện đại và chính xác nhất, đảm bảo chống va đập làm
hư sản phẩm. Số lượng sản phẩm phụ thuộc vào kích thước thùng chứa, số
lượng chai gắp trong một lần cũng dễ dàng cài đặt, ví dụ như để đóng két cho
bia chai thì mỗi lần cánh tay robot có thể gắp 20 chai. Dây chuyền đóng thùng
gồm 2 băng tải, một bang tải đưa sản phẩm đến tay gắp, một băng vận chuyển
thùng, hai băng tải đặt ngang nhau. Bộ phận gắp chai đượcđiểu khiển đồng bộ
bằng khí nén.
Hình 1.8 Bộ phận gắp chai
Với các loại chai nhỏ và khó vỡ thì thường dùng phương pháp đóng thùng
kiểu “Drop”, hệ thống có hai băng tải, một băng tải chở sản phẩm chai
ở phía trên, băng tải chứa thùng phía dưới, khi số chai chạy vào khung đủ số
lượng thì phần đáy của khung mở ra để toàn bộ chai trong khung rơi xuống
thùng, các chai rơi xuống thùng đồng thời thùng được hạ xuống để giảm lực tác
động vàođáy chai, cách đóng thùng này nhanh và đơn giản hơn dùng cánh tay
Robot.
Hình 1.9 Đóng thùng kiểu “Drop”
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ SIMATIC S7-300
2.1. Giới thiệu chung
Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa ngày càng tăng đòi hỏi kỹ thuật điều
khiển phải có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển. Vì
vậy người ta phát minh ra bộ điều khiển lập trình rất đa dạng như PLC.
Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy
trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. Nó có thể thay thế gần như hoàn
toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thống. Như vậy PLC có tính năng
ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp là:
 Khả năng chống nhiễu tốt.
 Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc mở rộng, cải tạo nâng cấp.
 Có những modul chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt.
 Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để
xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động.
 Hiện nay trên thị trường có các loại PLC của các hãng sản xuất như:
Omron,
Mitsubishi, Siemens, ABB, Allen Bradley...
S7-300 là dòng sản phẩm cao cấp, được dùng cho những ứng dụng lớn với
những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng và
có khả năng mở rộng, nâng cấp.Ngônngữ lập trình đa dạng cho phép người sử
dụng có quyền chọn lựa. Đặc điểm nổi bật của S7-300 đó là ngôn ngữ lập trình
cung cấp những hàm toán đa dạng cho những yêu cầu chuyên biệt. Hoặc ta có
thể sử dụng ngôn ngữ chuyên biệt để xây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta
cần.
Ngoài ra S7-300 còn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là
đối với S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt.
2.1.1. Các modul PLC S7-300
Hình 2.1 Cấu hình của một trạm PLC S7-300
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng
điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra
khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu
hình. Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít tuỳ
vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là CPU,
các modul còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các modul
chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí… Chúng gọi
chung là modul mở rộng. Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như hình 2.1.
2.1.1.1 . Modul CPU
Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các
bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485) và có thể còn có một vài cổng
vào ra số. Các cổng vào ra số có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra
Onboard. PLC S7_300 có nhiều loại modul CPU khác nhau. Chúng được đặt tên
theo bộ vi xử lý có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul
CPU315. Những modul cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về
cổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong
thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ
được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated
Function Module).
Hình 2.2 Một số CPU của PLC S7-300
Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó
cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân
tán. Các loại modul này phân biệt với các loại modul khác bằng cụm từ DP
(Distributed Port) như là modul CPU314C-2DP.
2.1.1.2. Modul mở rộng
Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu
modul. Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng
PLC theo cấu trúc modul rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và
dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ
theo từng ứng dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là
modul CPU, các modul còn lại là những modul truyền và nhận tín hiệu với đối
tượng điều khiển bên ngoài như động cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ.
Chúng được gọi chung là các modul mở rộng.
Các modul mở rộng chia thành 5 loại chính:
a) Module nguồn nuôi (PS - Power supply)
Có 3 loại: 2A, 5A, 10A.
b) Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module)
Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
 DI (Digital input): Modul mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số
mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
 DO (Digital output): Modul mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở
rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
 Modul mở rộng các cổng vào/ra số...
 Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ
từng loại modul.
 CPU 312 IFM CPU 314C-2PTP CPU 314 CPU 314C-2DP AI (Analog
input):
 Modul mở rộng các cổng vào tương tự. Số các cổng vào tương tự có thể là
2, 4, 8 tuỳ từng loại modul.
 AO (Analog output): Modul mở rộng các cổng ra tương tự. Số các cổng ra
tương tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại modul.
 AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào/ra
tương tự. Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra
tuỳ từng loại modul.
Các CPU của S7_300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu
analog đều phải được chuyển đổi thành tín hiệu số. Cũng như các modul số,
người sử dụng cũng có thể thiết lập các thông số cho các modul analog.
c) Modul ghép nối (IM - Interface modul)
Modul ghép nối nối các modul mở rộng lại với nhau thành một khối và
được quản lý chung bởi 1 modul CPU. Thông thường các modul mở rộng được
gắn liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack. Trên mỗi rack có nhiều nhất là 8
modul mở rộng (không kể modul CPU, modul nguồn nuôi). Một modul CPU
S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải được
nối với nhau bằng modul IM.
Các modul ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều
cấu hình, S7-300 cung cấp 3 loại modul ghép nối sau:
 IM 360: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul
trên đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU.
 IM 361: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng
chứa 8 modul với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn
24 VDC cho mỗi tầng.
 IM 365: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul
trên đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU.
d) Modul chức năng (FM - Function modul)
e) Modul có chức năng điều khiển riêng. Ví dụ như modul PID, modul điều
khiển động cơ bước.
f) Module truyền thông (CP - Communication modul)
Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc
giữa PLC với máy tính.
Hình 2.3 Các loại modul mở rộng của S7-300
Các Tín hiệu kết nối với PLC:
 Tín hiệu số : Là các tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu chỉ có
2 trị 0 hoặc 1.
Mức 0 : tương ứng với 0V hoặc hở mạch.
Mức 1 : Tương ứng với 24V.
Vd: Các tín hiệu từ nút nhấn, từ các công tắc hành trình….. đều là những tín
hiệu số.
 Tín hiệu tương tự : Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA….
Vd: Tín hiệu đọc từ Loadcell,từ cảm biến lưu lượng…
 Tín hiệu khác : Bao gồm các tín hiệu giao tiếp với máy tính với các thiết
bị ngoại vi khác bằng các giao thức khác nhau như giao thức RS232,
RS485, Modbus…. Modul ra sè (DO).
Kiểu dữ liệu:
 Kiểu Bool: True hoặc False ( 0 hoặc 1) VD: M0.0
 Kiểu Byte : gồm 8 Bit
 Kiểu Word
 Kiểu DWord
 Kiểu Int
 Kiểu Real.....
Hình 2.4 Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC
2.2. Ngôn ngữ lập trình
PLC S7_300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:
Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement List). Đây là dạng
ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi
nhiều câu lệnh theo 1 thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm 1 hàng và đều có cấu
trúc chung là “tên lệnh”+”toán hạng”.
Ví dụ:
Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder Logic). Đây là dạng
ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển
logic.
Ví dụ:
Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram). Đây là
dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển
số.
Ví dụ:
Trong đồ án em sử dụng ngôn ngữ LAD để lập trình để đơn giản và trực
quan hơn. Phần mềm dùng viết chương trình là Step7 V5.5 SP1_Home_x32.
2.3. Tập Lệnh S7-300
2.3.1. Lệnh về timer
Lệnh S_PULSE:
Nếu I0.0=1 Timer được kích chạy,khi I0.0=0 hoặc chạy đủ thời gian đặt
2s thì Timer dừng. Hoặc có tín hiệu I0.1 thì Timer cũng dừng.
Timer chỉ chạy lại khi có tín hiệu mới từ I0.0 (tức là I0.0 chuyển trạng thái từ
0 lên 1).
Q0.0=1 khi Timer đang chạy.
MW100 lưu giá trị đếm của Timer theo dạng Integer.
MW102 lưu giá trị của Timer theo dạng BCD.
Chức năng của Timer này là tạo xung có thời gian được đặt sẵn.
Lệnh S_PEXT:
Timer kích có nhớ,Khi có tín hiệu cạnh lên ở I0.0 Timer T5 chạy,nếu đủ thời
gian đặt Timer dừng.
Trong quá trình chạy nếu có tín hiệu mới từ chân I0.0 thì thời gian Timer lại
được tính lại từ đầu.
Trong quá trình chạy nếu có tín hiệu I0.1 thì Timer dừng Q0.0 =1 khi Timer
đang chạy. Các ô nhớ MW100 và MW102 lưu giá trị hiện thời của Timer theo
dạng Integer và dạng BCD
Lệnh S_ODT:
Nếu I0.0=1 Timer bắt đầu chạy khi đủ thời gian thì ngưng khi đó ngõ Q0.0 sẽ
lên 1 nếu I0.0 vẫn còn giữ trạng thái 1,khi có tín hiệu I0.1 thì tất cả phải được
Reset về 0. Các ô nhớ MW100 và MW102 lưu giá trị hiện thời của Timer theo
dạng Integer và dạng BCD.
Lệnh S_ODTS:
Timer kích có nhớ, khi có xung cạnh lên ở I0.0 Timer bắt đầu chạy, ngõ ra
Q0.0=1 khi Timer ngưng và chỉ tắt khi có tín hiệu Reset (tín hiệu I0.1).
Trong quá trình Timer chạy nếu có sự chuyển đổi tín hiệu từ chân I0.0 thêm 1
lần nữa thì Timer sẽ nhớ và tiếp tục chạy khi hết thời gian lần trước.
Số Timer trong S7_300 phụ thuộc vào loại CPU.
CPU 312: Có 128 Timer.
CPU 313 trở lên: Có 256 Timer.
Có 2 cách cài đặt giá trị cho Timer:
 Cài thông số thời gian trực tiếp: Để cài giá trị trực tiếp cho Timer ta phải
thêm kí tự S5T# trước giá trị đặt. Các kí tự kế tiếp là thông số thời gian
muốn cài đặt cho Timer.
 Cài đặt thông số thời gian thông qua biến nhớ: Giá trị cài đặt cho timer
thông qua một biến kiểu WORD 16 bits.
2.3.2. Bộ đếmCounter
Lệnh đếm lên xuống S_CUD:
Ngõ vào I0.2=1 : đưa giá trị đếm vào PV.
Khi I0.0 chuyển trạng thái từ 0 lên 1 ,C0 đếm tăng lên 1.
Khi I0.1 chuyển trạng thái từ 0 lên 1 ,C0 đếm giảm xuống 1.
Khi cả I0.0 và I0.1 đều chuyển trạng thái thì C0 không thay đổi.
Khi I0.3=1 thì C0 bị Reset về 0.
Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng
Integer và dạng BCD ,giá trị này có tầm từ 0 – 999.
Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0.
Lệnh đếm lên S_CU:
Ngõ vào I0.1=1 : đưa giá trị đếm vào PV.
Khi I0.0 chuyển trạng thái từ 0 sang 1 , C0 đếm tăng lên 1.
Khi I0.2 = 1 Counter bị Reset.
Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0.
Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng
Integer và dạng BCD ,giá trị này có tầm từ 0 – 999.
Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0.
Lệnh đếm xuống S_CD:
Ngõ vào I0.1=1 : đưa giá trị đếm vào PV.
Khi I0.0 chuyển trạng thái từ 1 sang 0 , C0 giảm đi 1.
Khi I0.2 = 1 Counter bị Reset.
Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0.
Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng
Integer và dạng BCD ,giá trị này có tầm từ 0 – 999.
Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0.
2.3.3. Lệnh so sánh
Lệnh so sánh số nguyên:
Lệnh EQ_I(Equal Integer): So sánh MW100 và MW102, nếu hai số nguyên này
bằng nhau thì KT=KQ.
Lệnh NE_I (Not Equal Integer): So sánh MW100 và MW102, nếu 2 số này khác
nhau thì KQ=KT.
Lệnh GT_I (Greater than Integer): So sánh 2 số MW100 và MW102, nếu
MW100 lớn hơn MW102 thì KQ=KT.
Lệnh GE_I (Greater than or equal Integer): So sánh 2 số MW100 và MW102,
Nếu MW100 lớn hơn hoặc bằng MW102 thì KQ=KT.
Lệnh LE_I (Less than or equal Integer): So sánh 2 số MW100 và MW102, nếu
MW100 bé hơn hoặc bằng MW102 thì KQ=KT.
Lệnh so sánh hai số Double Interger và hai số thực Real tương tự như trên.
2.3.4. Các lệnh về số học
Phép Toán trên số nguyên 16 Bit:
Lệnh ADD_I: Lệnh thực hiện việc cộng 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số
nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu
bit bị tràn đó.
MW104 = MW100 + MW10
Lệnh SUB_I: Lệnh thực hiện việc trừ 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số
nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu
bit bị tràn đó.
MW104 = MW100 - MW102
Lệnh MUL_I: Lệnh thực hiện việc nhân 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số
nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu
bit bị tràn đó.
MW104 = MW100 * MW102
Lệnh DIV_I: Lệnh thực hiện việc chia 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số
nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu
bit bị tràn đó.
MW104 = MW100 : MW102
Phép Toán trên số nguyên 32 Bit và số thực 32 Bit tương tự.
2.3.5. Lệnh di chuyển
Lệnh MOV: Lệnh đưa giá trị một ô nhớ sang 1 ô nhớ khác, lệnh này có thể áp
dụng cho mọi kiểu số khác nhau (Int,Dint,Real,Byte….)
2.3.6. Lệnh dịch bit
Lệnh SHR_W: Lệnh thực hiện việc dịch phải ô nhớ 16 bit, kết quả cất vào ô
nhớ 16 bit, N là số Bit dịch. Ô nhớ này được định dạng theo kiểu Word.
Lệnh SHL_W: Lệnh thực hiện việc dịch trái ô nhớ 16 bit, kết quả cất vào ô
nhớ 16 bit, N là số bit dịch. Ô nhớ này được định dạng theo kiểu Word.
Các lệnh dịch phải, dịch trái ô nhớ 32 bit tương tự.
Ngoài ra còn rất nhiều lệnh trong S7-300 nhưng ta chỉ nghiên cứu những lệnh
cần thiết dùng trong phần lập trình về sau.
CHƯƠNG III
XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN
CHO HỆ THỐNG CHIẾT NƯỚC, VẶN NẮP CHAI
3.1 Giới thiệu quy trình công nghệ
Sau khi tìm hiểu công nghệ các dây chuyền sản xuất nước đóng chai kết hợp
với kiến thức về S7-300 và WinCC, em đưa ra phương án thiết kế mô phỏng hệ
thống máy chiết rót, đóng nắp và đóng thùng với các đặc điểm kỹ thuật như sau:
- Chứa thông tin giới thiệu về đồ án, giáo viên hướng dẫn, sinh viên thực
hiện. ngoài ra còn có nút nhấn Next để vào mô hình chiết rót.
- Đây là graphics mô phỏng quá trình chiết rót, đóng nắp…
Chương trình mô phỏng sẽ chạy với PLC-Simulator thay cho hệ thống phần
cứng PLC thực tế. Các ngõ vào trên thực tế được thay thế bằng Bit nội trong
chương trình S7-300.
Chương trình hoàn toàn tự động. Người vận hành có thể khởi động hệ thống
trực tiếp từ bàn điều khiển hoặc có thể khởi động từ giao diện giám sát trên máy
tính. Quá trình hoạt động của hệ thống là liên tục từ khi nhấn nút “START” cho
đến khi người điều khiển ấn nút “STOP”.
Các chuyển động trong mô hình được viết bằng ngôn ngữ C-Srips. Các cảm
biến hoạt động giống như trong thực tế, khi vật thể đi vào cùng quét của cảm
biến thì cảm biến sẽ tác động rồi gửi tín hiệu về chương trình PLC.
3.1.1 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai
Mô hình gồm các thành phần chính và chức năng từng thành phần:
- Băng tải 1: vận chuyển chai rỗng từ nơi cấp chai đến hệ thống chiết rót và
đóng nắp.
- Băng tải 2: vận chuyển nắp vào hệ thống để chai lấy nắp.
- Sensor 1: nhận diện chai rỗng đề chiết rót vào chai
- Sensor 2: phát hiện chai đã đầy.
- Sensor 3: phát hiện chai để đóng nắp.
Yêu cầu công nghệ:
Quá trình điều khiển toàn hệ thống trên hai giao diện chính: Chiết nước
vào chai đóng nắp diễn ra hoàn toàn tự động sau khi người vận hành ấn nút Sart.
Nhưng một yêu cầu đặt ra là, việc giám sát hoạt động của hệ thống cũng cần
thực hiện tự động. Điều này là thực sự cần thiết vì những lí do sau:
-Trình điều khiển và giám sát gắn liền với nhau nhằm thực hiện một gải
pháp hỗ trợ con người trong việc quan sat và điều khiển từ xa.
-Đảm bảo tính ổn định và tang tính tin cậy của hệ thống.
-Theo dõi được mọi diễn biến của quá trình, tình trạng thiết bị, trạng thái
hệ thống một cách nhanh chóng, chính xác.
-Dễ dàng phát hiện sự cố để có những biện pháp điều chỉnh kịp thời.
Vì vậy việc thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống trên WinCC
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
-Quá trình vận hành được thực hiện hoàn toàn tự động.
-Quá trình điều khiển phải đúng qui trình công nghệ đảm bảo yêu cầu
công nghệ.
-Người vận hành dễ dàng giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, theo
dõi diễn biến quá trình.
-Dễ dàng phát hiện các sự cố để có những biện pháp xử lí kịp thời.
-Các giao diện thân thiện, linh hoạt và dễ dàng sử dụng.
3.2 Viết chương trình S7-300
Như đã đề cập ở phần trước, ta chỉ mô phỏng hệ thống trên máy tính nên
các ngõ INPUT được thay thế bằng các bit nhớ M Bit để thuận tiện cho việc
thiết kế cũng như điều khiển. Để bắt đầu viết chương trình PLC ta làm tuần tự
các bước tìm hiểu công nghệ. Lập lưu đồ thuật toán, phân công ngõ vào ra, lập
bảng đồ tài nguyên và viết chương trình
3.2.1 Lưu đồ thuật toán: từ nguyên tắc hoạt động của hệ thống chúng ta
xây dựng lưu đồ thuật toán, để dễ hiểu ta trình bày lưu đồ chiết và đóng nắp
thành hai bản rút gọn và chi tiết như sau:
Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán
BẮT ĐẦU
CHAI RỖNG
ĐẾN VỊ TRÍ
CHIẾT NƯỚC
CHIẾT NƯỚC
ĐẾN VỊ TRÍ
ĐÓNG NẮP
ĐÓNG NẮP
CHUYỂN SANG
BĂNG CHUYỀN
ĐÓNG GÓI
KẾT THÚC
3.2.2 Phâncông vào ra và lập bảng đồ tài nguyên
Liệt kê vào bản đồ bộ nhớ, định rõ địa chỉ cho từng biến. Khi viết chương
trình, sử dụng các biến vào ra theo tên thay vì sử dụng trực tiếp địa chỉ biến.
Bảng 3.2 Bảng đồ tài nguyên.
Sau khi phân công vào ra ta đã có địa chỉ cụ thể cho các ngõ vào ra số cũng
như tên của từng địa chỉ, khi viết chương trình ta chỉ việc dùng tên hoặc địa chỉ
của cac ngõ này là chương trình sẽ tự hiểu.
3.2.3 Viết chương trình PLC
Ta thực hiện tuần tự các bước sau:
1. Mở chương trình SIMATIC Manager lên theo đường dẫn “C:Program
Files (x86)SiemensStep7S7Proj”
Click chuột trái chọn File -> New.
Đặt tên cho Profect ở mục Name rồi bấm ok hình 3.3
Hình 3.3 Đặt tên cho Profect
2/ Menu Insert>Station>2 Simatic 300 Station (hình 4.5)
Hình 3.4 Chọn Station > 2 Simatic 300 Station
3/ Nhấp đúp mở mục Hardware, cửa sổ HW Config mở ra, chọn các module cho
cấu hình phần cứng trạm. Gồm modul nguồn PS 307 2A, CPU 312, modul
SM323 16IN/16OUTx24VDC (hình 4.6). sau đó bấn Save để lưu lại.
Hình 3.5 Chọn các module cho cấu hình phần cứng trạm
4/ Tắt cửa sổ HW Config, mở khối OB1 (hình 3.6) hiện ra bảng thông tin như
hình 3.7 ở mục Created in Languege chọn LAD để lập trình dang Ladder>ok
Hình 3.6 Mở khối OB1
5/ Cửa sổ LAD/STL/FBD mở ra, đây là nơi viết chương trình cho PLC.
Hình 3.7 Nơi viết chương trình cho PLC
Sau khi viết chương trình ta download vào PLC-SIM để chạy thử. Mở PLC-SIM
bằng cách click vào biếu tượng trên màn hình Simatic S7 manager.
Hình 3.8 Giao diện Simatic S7 manager
Lưu ý PLC-SIM có 3 chế độ tương ứng trên CPU thật.
Chế độ RUN-P: khi kích hoạt chế độ này ta có thể chỉnh sửa hay download
chương trình mà không phải STOP.
Chế độ “RUN” và “STOP” tương ứng chạy và dừng thông thường.
Nut “MRES” dùng để xóa bộ nhớ trên PLC-SIM, nút này không hoạt động ở
chế độ “RUN”.
Sau khi viết và kiểm tra chương trình ta có được chương trình hoàn chỉnh dạng
Ladder
Chương trình điều khiển trên PLC S7-300:
Hình 3.9 chương trình điều khiển trên PLC S7-300.
CHƯƠNG IV
TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
4.1 Tổng kết
Sau khi hoàn thành đồ án em đã học hỏi thêm được nhiều kiến thức có ích cho
công việc sau này, đề tài tốt nghiệp có tính ứng dụng thực tế cao, sau đây là
những kết quả của bản thân em đạt được:
Tìm hiểu và làm quen với một dây chuyền sản xuất tự động cùng với thiết bị
điện hiện đại như PLC, Sensor, màn hình cảm ứng công nghiệp, biến tần…
Nghiên cứu và sử dụng được chương trình Simatic Step7 trong việc viết
chương trình điều khiển đáp ứng đúng yêu cầu của một hệ thống máy.
Dựa vào hệ thống thực tế để tạo ra giao diện mô phỏng bằng phần mềm
WinCC v7.2. Đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật.
Phát triển ký năng tư duy sang tạo, khả năng học hỏi và giải quyết vấn đề.
Khai thác được sức mạnh công nghệ thông tin trong việc tìm kiếm tài liệu
nghiên cứu.
4.2 Hạn chế của đề tài
Đây là mô hình mô phỏng trên máy tính không có thiết bị thực tế nên khó khăn
trong việc lập trình, độ mượt của các chuyển động phụ thuộc nhiều vào cấu hình
máy tính.
Các khâu trong mô hình vẫn còn thiếu và chưa sát với thực tế.
Do thời gian và kiến thức có hạn nên còn nhiều chức năng của phần mềm S7
và WinCC chứ được khai thác.
Đề tài sữ dụng S7-300 và WinCC trong tự động hóa thì rất rộng lớn, hầu hết
các nhà máy, xí nghiệp ứng dụng WinCC trong việc điều khiển, giám sát tất cả
các khâu. Nhưng trong đề tài này ta hạn chế là chỉ mô phỏng quá trình hoạt động
của một hệ thống nhỏ, chưa thể hoàn toàn theo sát với thực tế. Vì vậy vẫn còn
nhiều vấn đề cần được quan tâm giải quyết trong tương lai.
4.3 Hướng phát triển
Em hy vọng nếu các lớp khóa sau có cơ hội làm đề tài này hoặc những đề tài
tương tự thì có thể mở rộng đề tài với một số gợi ý như sau:
Được tham quan, tìm hiểu kỹ về công nghệ sản xuất của nhà máy xí nghiệp với
dây chuyền chiết rót, dập nắp, phân loại và đóng thùng sản phẩm của các nhà
máy xí nghiệp như: dây chuyền sản xuất nước ngọt giải khát của công ty pepsi,
Cocacola, dây chuyền sản xuất nước mắm của tập đoàn Masan, dây chuyền rót
nước khoáng lavie của Nestle… đề tài có tính thực tiễn và sát với yêu cầu thực
tế
Khai thác thêm những tính năng ưu việt của phần mềm S7 và WinCC trong
việc thiết kế mô phỏng cũng như thực tế.
Nghiên cứu, tìm hiểu thêm một số phần mềm PLC và mô phỏng khác như
PCS7của Siemens, Logix và Factory Talk của Allen Bradlry…
Tiến hành phát triển xây dựng đề tài với mô hình thật.
Tìm hiểu thêm mạng truyền thông công nghiệp và SCADA.
4.4 Mô hình sau khi đã hoàn thành
Hình 4.0 Mặt trước của mô hình
Hình 4.1 Mặt sau của mô hình
4.5 Mô hình thực tế
● Các thiết bị sử dụng để làm mạch thực tế
a) Động cơ 1 chiều có giảm tốc
Động cơ điện một chiều, như tên gọi cho thấy, sử dụng dòng điện một
chiều. Động cơ một chiều được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt yêu cầu mô
men khởi động cao hoặc yêu cầu tăng tốc êm ở một dải tốc độ rộng.
+ Động cơ một chiều, gồm ba thành phần chính sau:
 Cực từ. Tương tác giữa hai từ trường tạo ra sự quay trong động cơ một
chiều. Động cơ một chiều có các cực từ đứng yên và phần ứng (đặt trên
các ổ đỡ) quay trong không gian giữa các cực từ. Một động cơ một chiều
đơn giản có hai cực từ: cực bắc và cực nam. Các đường sức từ chạy theo
khoảng mở từ cực bắc tới cực nam. Với những động cơ phức tạp và lớn
hơn, có một hoặc vài nam châm điện. Những nam châm này được cấp
điện từ bên ngoài và đóng vai trò hình thành cấu trúc từ trường.
 Phần ứng. Khi có dòng điện đi qua, phần ứng sẽ trở thành một nam châm
điện. Phần ứng, có dạng hình trụ, được nối với với trục ra để kéo tải. Với
động cơ một chiều nhỏ, phần ứng quay trong từ trường do các cực tạo ra,
cho đến khi cực bắc và cực nam của nam châm hoán đổi vị trí tương ứng
với góc quay của phần ứng. Khi sự hoán đổi hoàn tất, dòng điện đảo chiều
để xoay chiều các cực bắc và nam của phần ứng.
 Cổ góp. Bộ phận này thường có ở động cơ một chiều. Cổ góp có tác dụng
đảo chiều của dòng điện trong phần ứng. Cổ góp cũng hỗ trợ sự truyền
điện giữa phần ứng và nguồn điện.
+ Hộp giảm tốc: Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có
tỉ số truyền không đổi, thường đi kèm với động cơ máy khuấy, có 2 tác dụng
chính:
 Giảm tốc: Vì động cơ (theo chuẩn quốc tế) thường có tốc độ cao, trong
khi nhu cầu sử dụng thực tế (tốc độ đầu ra) lại thấp, cho nên sẽ cần tới
hộp giảm tốc để điều chỉnh vòng quay để được tốc độ như ý.
 Tăng tải: Lắp hộp giảm tốc vào động cơ làm tăng moment xoắn, từ đó làm
tăng khả năng tải trọng và độ khỏe của trục ra hộp giảm tốc.
+ Một đặc trưng nữa của hộp giảm tốc cần lưu ý đó là hộp giảm tốc chỉ điều
chỉnh (giảm) xuống được một tốc độ quay nhất định, khác với biến tần có thể
điều chỉnh cho trục ra nhiều tốc độ sử dụng khác nhau.
+ Tỉ số truyền: Tỉ số truyền là tỉ số biến thiên tốc độ giữa trục vào và trục ra của
động cơ hộp giảm tốc, là đại lượng thể hiện sự biến thiên tốc độ của động cơ
máy ban đầu với đầu ra động cơ (tốc độ sử dụng thực tế) thông qua bộ phận
giảm tốc là hộp giảm tốc.
Hình 4.2 Động cơ 1 chiều có giảm tốc
Thống số kỹ thuật:
 Điện áp định mức: 24VĐC.
 Điện áp làm việc: 12V - 24VĐC.
 Dòng điện khi không tải: 100mA.
 Dòng điện khi có tải là: 500mA.
 Tốc độ khi không tải:134 Vòng/phút.
 Tốc độ khi có tải: 83 Vòng/phút.
 Tỉ lệ giảm tốc:1/40.
 Momen định mức: 7,5 kgf.cm.
 Momen xoắn tối đa: 13 kgf.cm.
 Công suất tiêu thụ: 12W.
b) Bơm mini một chiều
Sử dụng động 1 chiều để truyền động trực tiếp cho bơm, trục bơm nối
trực tiếp với cánh quạt để hút nước lên.
Hình 4.3 Bơm một chiều mini
Thông số kỹ thuật:
 Loại động cơ DC: 385
 Điện áp sử dụng: 12VDC
 Dòng điện sử dụng: 0.25A
 Công suất: 3W
 Lưu lượng bơm: 1,8L/1 phút
 Áp suất nước: 0.3Mpa
 Thời gian làm việc liên tục tối đa trong 1 ngày: Không quá 8h
 Kích thước 86 x 46 x 46 mm
c) Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc đơn giản là
“PROX” tên tiếng anh là Proximity Sensors ) phản ứng khi có vật ở gần cảm
biến. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm. Vận hành
đáng tin cậy ngay cả trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: môi trường ngoài trời
hoặc môi trường dầu mỡ)mm. Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối
của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác
của máy.
Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ
ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao
động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát. Khi vật
kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy)
trong vật. Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng
lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ
trường giảm đi.
Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận
Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu
ra. vật đã được phát hiện. Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ
nên cảm biến cảm ứng vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống
chịu với môi trường. Ví dụ: dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hưởng đến sự
vận hành của cảm biến.
Hình 4.5 Hình ảnh thực tế của cảm biến
Thông số kỹ thuật:
 Khoảng cách điều chỉnh:0-30cm.
 Điện áp làm việc: 6-36 VĐC.
 Dạng tín hiệu ra: NPN Thường mở.
 Môi trường làm việc: -40 - 70°C.
 Dòng tiêu thụ: 8mA/12V, 15mA/24V.
 Thời gian đáp ứng: 2.5ms
 Dòng kích ngõ ra : 300mA (MAX)
 Có bảo vệ ngắn mạch.
 Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.
 Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ.
 Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L).
+ Sơ đồ đấu dây:
 Dây nâu: VDD,VCC.
 Dây xanh: GND.
 Dây đen: Data.
d) Van điện từ
Van điện từ là một thiết bị cơ điện, hoạt động nhờ vào nguồn điện 24v
hoặc 220v cấp vào van sinh ra dòng điện từ trường, kéo màng hút lên xuống, tạo
ra hiện tượng đóng/mở của van điện từ. Van điện từ có 2 dạng là van điện từ
thường mở và van điện từ thường đóng. Van điện từ thường mở là van luôn luôn
ở trạng thái mở, khi nào cấp điện cho van, van sẽ đóng. Ngược lại van điện từ
thường đóng là van luôn ở trạng thái đóng, khi nào cấp điện cho van, van sẽ mở
ra.
Hình 4.6 Van điện từ
Cấu tạo của van điện từ gồm 2 phần chính là cuộn hút(cuộn coid điện) và
thân van(nơi tiếp xúc dòng chảy).
 Cuộn hút: Gồm vỏ cuộn hút, trục, cuộn dây đồng
 Thân van: Có đầu ra, đầu vào, cửa van(nơi cho phép dòng chảy đi qua hay
ngưng lại)
Nguyên lý làm việc của van điện từ: Van điện từ hoạt động dựa vào
nguồn điện cấp từ bên ngoài cho nó. Khi có nguồn điện cấp và cuộn coid điện,
cuộn dây có điện và dòng điện chạy theo chiều vòng tròn của cuộn dây. Khi
dòng điện chạy trong cuộn dây, nó đồng thời tương tác với trục van và sinh ra từ
trường. Lực từ trường này đủ mạnh để thằng lò xo trên đầu trục van, kéo trục
van lên trên. Trục van được gắn trực tiếp với màng van sẽ kéo màng van lên
trên, cửa van được mở ra cho phép dòng lưu chất đi qua. Khi ngắt nguồn điện,
luồng từ trường khi nãy sinh ra bị mất đi, lò xo lại đẩy trục van xuống, cửa van
bị đóng lại hoàn toàn. Đối với van điện từ thường mở thì nguyên lý hoạt động
tương tự nhưng ngược lại. Mời các bạn theo dõi video dưới đây để hiểu rõ hơn
về nguyên lý hoạt động của van điện từ.
e) Xi lanh khí nén
Xi lanh khí nén hay còn gọi là piston khí nén, xi lanh khí, pen hơi, được
ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, tự động hóa như công nghiệp lắp
giáp, chế biến gỗ, thực phẩm, dây chuyền đóng gói, chế tạo rô bốt, lắp giáp điện
tử … Là thiết bị cơ học tạo ra lực, được cung cấp bởi khí nén.
Hình 4.7 Xi lanh khí nén
Xi lanh khí nén có cấu tạo gồm các thành phần: Thân trụ (Barrel) và Pít
tông (Piston), trục pít tông (Piston rod), các lỗ cấp, thoát khí Cap-end port và
Rod-end port. Cylinder Stroke (hành trình xa nhất mà piston rod có thể di
chuyển): Được thiết kế tùy biến theo nhà sản xuất. Đơn vị khoảng 5mm, thông
thường chỉ có 20, 25, 30 thì bạn có thể dùng loại 25 rồi đặt sensor hoặc lắp
Stopper đảm bảo Stroke yêu cầu. Hoặc ngược lại, nên thiết kế lượng chạy phù
hợp với tiêu chuẩn nhà máy.
Hình 4.8 Nguyên lý làm việc của xy lanh khí nén
Hoạt động bằng cách chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động
năng qua đó chuyền tới thiết bị. Khi lượng khí nén đưa vào xy lanh tạo nên một
áp xuất làm pít tông dịch chuyển theo hướng mong muốn. Hoạt động chung: Khi
được kích thích, không khí nén vào thành ống với một đầu của piston và do đó
sẽ chiếm không gian trong xy lanh. Lượng khí này lớn dần sẽ làm piston di
chuyển, khi piston di chuyển sẽ sinh ra công và làm thiết bị bên ngoài hoạt động.
f) Relay trung gian
Rơ le trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống
tiếp điểm. Rơle trung gian còn gọi là rơ le kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt
động bằng điện. Gọi là một công tắc vì rơ le có hai trạng thái ON và OFF. Rơ le
ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không.
Hình 4.9 Relay trung gian
+ Cấu tạo của rơ le trung gian: Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi
thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường
độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được
găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm
tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.
+ Nguyên lý hoạt động
 Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên
trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn
bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm
thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc
nhiều, tùy vào thiết kế.
 Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn
dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là
điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng
điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON
hay OFF của rơ le.
g) Nút nhấn
Nút nhấn hay là nút điều khiển là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ
xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi
các mạch điều khiển tín hiệu, liên động, bảo vệ… Nút nhấn dùng trong mạch
điện một chiều điện áp đến 440 V và trong mạch điện xoay chiều điện áp đến
500 V.
Nút nhấn là loại khí cụ điện kết hợp với một số thiết bị khí cụ điện khác
như công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… đóng hay cắt
mạch điện từ xa, để khởi động, dừng, đảo chiều quay động cơ điện, chuyển đổi,
liên động mạch điều khiển tín hiệu. Nút nhấn thường đặt trên các bảng điện điều
khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút nhấn thường được chế tạo để làm việc
trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hóa chất và bụi.
Hình 4.10 Nút nhấn
Phân loại
 Theo hình dạng bên ngoài nút nhấn được phân thành loại hở, loại kín, loại
chống nước, chống bụi, chống nổ…
 Theo chức năng có loại nút nhấn đơn, nút nhấn kép, loại nút nhấn thường
hở, nút nhấn thường đóng…
 Theo yêu cầu điều khiển chia ra loại 1 nút nhấn, 2 nút nhấn và 3 nút nhấn.
 Theo kết cấu bên trong có loại nút nhấn có đèn và nút nhấn không có đèn
KẾT LUẬN
Sau một thới gian nghiên cứu và thực hiện đề tài với sự tận tình chỉ bảo
của các thầy cô giáo trong bộ môn tự động và đặc biệt là thầy Trần Đình Dũng ,
cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đầy đủ các công việc
mà đề tài tốt nghiệp yêu cầu. Trong quá trình làm việc em đã tích lũy được một
số kiến thức đế có thể nhanh chóng nắm bắt được những kiến thức cơ bản về
PLC cũng như ứng dụng trong điều khiển để từ đó có thể nắm bắt được những
công nghệ chiết rót và đóng nắp trong các nhà máy.
Điều khiển tự động là một lĩnh vực mới mẻ đối với sinh viên, nên trong
thời gian vừa qua mặc dù cố gắng hết sức để hoàn thành đề tài của mình song
không thế tránh khỏi những thiếu sót. Em mong sự góp ý xây dựng của các thầy
cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa. Một lần nữa em xin chân thành
cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, cùng các thầy ở viện Kỹ Thuật và Công Nghệ
cũng như các bạn bè đã cộng tác, giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Trịnh Đình Đông
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. “Mạng truyền thông công nghiệp” Hoàng Minh Sơn NXB KHKT 2005.
2. “Tự động hoá với S7-300 : Nguyễn Doãn Phước”, Phan Xuân Minh NXB
KHKT, 2000.
3. Một số tạp chí tự dộng hoá ngày nay.
4. “Giáo trình PLC S7 - 300: Lý thuyết và ứng dụng” Nguyễn Xuân Quang.
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật T.P Hồ Chí Minh, 2006
5. Trang Web http://www.profibus.com.
http://www.siemens.com/wmcc
http ://www.plcs.net
www.webdien.com
http://www. codientu.org
http://www.dientuvietnam.net

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Bài giảng kỹ thuật điều khiển tự động
Bài giảng kỹ thuật điều khiển tự độngBài giảng kỹ thuật điều khiển tự động
Bài giảng kỹ thuật điều khiển tự động
Nguyễn Nam Phóng
 
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdfThiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Man_Ebook
 
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdf
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdfNghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdf
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdf
Man_Ebook
 

La actualidad más candente (20)

Đề tài: Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ, HAY, 9đ
Đề tài: Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ, HAY, 9đĐề tài: Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ, HAY, 9đ
Đề tài: Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ, HAY, 9đ
 
Đề tài: Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC sử dụng bộ PID
Đề tài: Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC sử dụng bộ PIDĐề tài: Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC sử dụng bộ PID
Đề tài: Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC sử dụng bộ PID
 
Chương trình điều khiển đèn giao thông cho ngã tư theo 3 chế độ dựa theo đồng...
Chương trình điều khiển đèn giao thông cho ngã tư theo 3 chế độ dựa theo đồng...Chương trình điều khiển đèn giao thông cho ngã tư theo 3 chế độ dựa theo đồng...
Chương trình điều khiển đèn giao thông cho ngã tư theo 3 chế độ dựa theo đồng...
 
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước sử dụng PLC, HOT
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước sử dụng PLC, HOTĐề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước sử dụng PLC, HOT
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước sử dụng PLC, HOT
 
Luận văn: Xây dựng mô hình cánh tay robot 5 bậc tự do, HAY
Luận văn: Xây dựng mô hình cánh tay robot 5 bậc tự do, HAYLuận văn: Xây dựng mô hình cánh tay robot 5 bậc tự do, HAY
Luận văn: Xây dựng mô hình cánh tay robot 5 bậc tự do, HAY
 
Bài giảng kỹ thuật điều khiển tự động
Bài giảng kỹ thuật điều khiển tự độngBài giảng kỹ thuật điều khiển tự động
Bài giảng kỹ thuật điều khiển tự động
 
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
 
4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...
4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...
4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...
 
Đề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAY
Đề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAYĐề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAY
Đề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAY
 
Đề tài: Điều khiển giám sát mức nước và áp suất của nồi hơi
Đề tài: Điều khiển giám sát mức nước và áp suất của nồi hơiĐề tài: Điều khiển giám sát mức nước và áp suất của nồi hơi
Đề tài: Điều khiển giám sát mức nước và áp suất của nồi hơi
 
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdfThiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
 
Đề tài: Thiết kế điều khiển tự động hệ thống nhiều bơm lên bể chứa
Đề tài: Thiết kế điều khiển tự động hệ thống nhiều bơm lên bể chứaĐề tài: Thiết kế điều khiển tự động hệ thống nhiều bơm lên bể chứa
Đề tài: Thiết kế điều khiển tự động hệ thống nhiều bơm lên bể chứa
 
Đề tài: Ứng dụng PLC S7 đo, điều khiển và cảnh báo nhiệt độ trong lò
Đề tài: Ứng dụng PLC S7 đo, điều khiển và cảnh báo nhiệt độ trong lòĐề tài: Ứng dụng PLC S7 đo, điều khiển và cảnh báo nhiệt độ trong lò
Đề tài: Ứng dụng PLC S7 đo, điều khiển và cảnh báo nhiệt độ trong lò
 
Luận văn: Thiết kế nhà giữ xe tự động sử dụng PLC S7-200, HOT
Luận văn: Thiết kế nhà giữ xe tự động sử dụng PLC S7-200, HOTLuận văn: Thiết kế nhà giữ xe tự động sử dụng PLC S7-200, HOT
Luận văn: Thiết kế nhà giữ xe tự động sử dụng PLC S7-200, HOT
 
Luận văn: Nghiên cứu hoàn thiện mô hình Kho hàng tự động, HAY
Luận văn: Nghiên cứu hoàn thiện mô hình Kho hàng tự động, HAYLuận văn: Nghiên cứu hoàn thiện mô hình Kho hàng tự động, HAY
Luận văn: Nghiên cứu hoàn thiện mô hình Kho hàng tự động, HAY
 
Bai giang ROBOT cong nghiep
Bai giang ROBOT cong nghiepBai giang ROBOT cong nghiep
Bai giang ROBOT cong nghiep
 
đề Tài thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư
đề Tài thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tưđề Tài thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư
đề Tài thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư
 
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdf
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdfNghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdf
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ robot tự hành vượt địa hình phức tạp.pdf
 
Giáo trình điều khiển lập trình cỡ nhỏ - LOGO!
Giáo trình điều khiển lập trình cỡ nhỏ - LOGO!Giáo trình điều khiển lập trình cỡ nhỏ - LOGO!
Giáo trình điều khiển lập trình cỡ nhỏ - LOGO!
 
Luận văn: Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển PID mờ, HOT
Luận văn: Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển PID mờ, HOTLuận văn: Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển PID mờ, HOT
Luận văn: Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển PID mờ, HOT
 

Similar a Đề tài: Hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động

đồ án bể chứa
đồ án bể chứađồ án bể chứa
đồ án bể chứa
luuguxd
 
37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere
37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere
37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere
hoatuongvi_hn
 
Huong dan su dung ban day du
Huong dan su dung ban day duHuong dan su dung ban day du
Huong dan su dung ban day du
thanh_k8_cntt
 
Phan tich va thiet ke he thong tin
Phan tich va thiet ke he thong tinPhan tich va thiet ke he thong tin
Phan tich va thiet ke he thong tin
Huy Lee
 
Ai cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-ly
Ai cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-lyAi cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-ly
Ai cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-ly
Giang Nguyễn
 
Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]
Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]
Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]
bookbooming1
 
Giao trinhvisualbasic6.0
Giao trinhvisualbasic6.0Giao trinhvisualbasic6.0
Giao trinhvisualbasic6.0
Vu Huynh Van
 
Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...
Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...
Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...
Antonietta Davis
 
Lap trinh c can ban
Lap trinh c can banLap trinh c can ban
Lap trinh c can ban
daihoccantho
 
Giao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_banGiao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_ban
zeus_91
 
giáo trình c căn bản
giáo trình c căn bảngiáo trình c căn bản
giáo trình c căn bản
Lam Hoang
 
Giao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_banGiao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_ban
katakhung89
 

Similar a Đề tài: Hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động (20)

đồ án bể chứa
đồ án bể chứađồ án bể chứa
đồ án bể chứa
 
Luận văn: Chiến lược đấu thầu xây lắp ở công ty xây dựng, HAY
Luận văn: Chiến lược đấu thầu xây lắp ở công ty xây dựng, HAYLuận văn: Chiến lược đấu thầu xây lắp ở công ty xây dựng, HAY
Luận văn: Chiến lược đấu thầu xây lắp ở công ty xây dựng, HAY
 
37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere
37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere
37407162 phan-tich-hop-chat-bang-quang-pho-vina ebookchemistryhere
 
Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạoXây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
 
Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, HAY
Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, HAYĐồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, HAY
Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, HAY
 
Huong dan su dung ban day du
Huong dan su dung ban day duHuong dan su dung ban day du
Huong dan su dung ban day du
 
La0008
La0008La0008
La0008
 
Phan tich va thiet ke he thong tin
Phan tich va thiet ke he thong tinPhan tich va thiet ke he thong tin
Phan tich va thiet ke he thong tin
 
Ai cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-ly
Ai cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-lyAi cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-ly
Ai cuong-ve-cac-he-thong-thong-tin-quan-ly
 
Phân tích thiết kế hệ thống thông tin PTIT
Phân tích thiết kế hệ thống thông tin PTIT Phân tích thiết kế hệ thống thông tin PTIT
Phân tích thiết kế hệ thống thông tin PTIT
 
3 dmax
3 dmax3 dmax
3 dmax
 
Luận văn: Thiết kế hệ thống tạo mẫu nhanh SLS theo mô đun, HAY
Luận văn: Thiết kế hệ thống tạo mẫu nhanh SLS theo mô đun, HAYLuận văn: Thiết kế hệ thống tạo mẫu nhanh SLS theo mô đun, HAY
Luận văn: Thiết kế hệ thống tạo mẫu nhanh SLS theo mô đun, HAY
 
Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]
Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]
Giao trinhvisualbasic6.0[bookbooming.com]
 
Giao trinhvisualbasic6.0
Giao trinhvisualbasic6.0Giao trinhvisualbasic6.0
Giao trinhvisualbasic6.0
 
Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...
Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...
Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thủy...
 
Lap trinh c can ban
Lap trinh c can banLap trinh c can ban
Lap trinh c can ban
 
Giao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_banGiao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_ban
 
Giao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_banGiao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_ban
 
giáo trình c căn bản
giáo trình c căn bảngiáo trình c căn bản
giáo trình c căn bản
 
Giao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_banGiao trinh c_can_ban
Giao trinh c_can_ban
 

Más de Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864

Más de Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864 (20)

200 de tai khoa luạn tot nghiep nganh tam ly hoc
200 de tai khoa luạn tot nghiep nganh tam ly hoc200 de tai khoa luạn tot nghiep nganh tam ly hoc
200 de tai khoa luạn tot nghiep nganh tam ly hoc
 
Danh sách 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành khách sạn,10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành khách sạn,10 điểmDanh sách 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành khách sạn,10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành khách sạn,10 điểm
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngân hàng, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngân hàng, hay nhấtDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngân hàng, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngân hàng, hay nhất
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngữ văn, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngữ văn, hay nhấtDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngữ văn, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngữ văn, hay nhất
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ô tô, 10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ô tô, 10 điểmDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ô tô, 10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ô tô, 10 điểm
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục mầm non, mới nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục mầm non, mới nhấtDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục mầm non, mới nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục mầm non, mới nhất
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản trị rủi ro, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản trị rủi ro, hay nhấtDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản trị rủi ro, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản trị rủi ro, hay nhất
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tài chính ngân hàng, từ sinh viên giỏi
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tài chính ngân hàng, từ sinh viên giỏiDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tài chính ngân hàng, từ sinh viên giỏi
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tài chính ngân hàng, từ sinh viên giỏi
 
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tiêm chủng mở rộng, 10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tiêm chủng mở rộng, 10 điểmDanh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tiêm chủng mở rộng, 10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tiêm chủng mở rộng, 10 điểm
 
danh sach 200 de tai luan van thac si ve rac nhua
danh sach 200 de tai luan van thac si ve rac nhuadanh sach 200 de tai luan van thac si ve rac nhua
danh sach 200 de tai luan van thac si ve rac nhua
 
Kinh Nghiệm Chọn 200 Đề Tài Tiểu Luận Chuyên Viên Chính Trị Hay Nhất
Kinh Nghiệm Chọn 200 Đề Tài Tiểu Luận Chuyên Viên Chính Trị Hay NhấtKinh Nghiệm Chọn 200 Đề Tài Tiểu Luận Chuyên Viên Chính Trị Hay Nhất
Kinh Nghiệm Chọn 200 Đề Tài Tiểu Luận Chuyên Viên Chính Trị Hay Nhất
 
Kho 200 Đề Tài Bài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Kế Toán, 9 điểm
Kho 200 Đề Tài Bài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Kế Toán, 9 điểmKho 200 Đề Tài Bài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Kế Toán, 9 điểm
Kho 200 Đề Tài Bài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Kế Toán, 9 điểm
 
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Ngành Thủy Sản, từ các trường đại học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Ngành Thủy Sản, từ các trường đại họcKho 200 Đề Tài Luận Văn Ngành Thủy Sản, từ các trường đại học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Ngành Thủy Sản, từ các trường đại học
 
Kho 200 đề tài luận văn ngành thương mại điện tử
Kho 200 đề tài luận văn ngành thương mại điện tửKho 200 đề tài luận văn ngành thương mại điện tử
Kho 200 đề tài luận văn ngành thương mại điện tử
 
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểmKho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
 
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Giáo Dục Tiểu Học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Giáo Dục Tiểu HọcKho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Giáo Dục Tiểu Học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Giáo Dục Tiểu Học
 
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành luật, hay nhất
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành luật, hay nhấtKho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành luật, hay nhất
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành luật, hay nhất
 
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành quản trị văn phòng, 9 điểm
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành quản trị văn phòng, 9 điểmKho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành quản trị văn phòng, 9 điểm
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành quản trị văn phòng, 9 điểm
 
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Sư Phạm Tin Học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Sư Phạm Tin HọcKho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Sư Phạm Tin Học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Sư Phạm Tin Học
 
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Xuất Nhập Khẩu
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Xuất Nhập KhẩuKho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Xuất Nhập Khẩu
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Xuất Nhập Khẩu
 

Último

xemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdf
xemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdfxemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdf
xemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdf
Xem Số Mệnh
 
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận HạnTử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Kabala
 
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hànhbài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
dangdinhkien2k4
 
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
ChuThNgnFEFPLHN
 
C6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoi
C6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoiC6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoi
C6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoi
dnghia2002
 

Último (20)

xemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdf
xemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdfxemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdf
xemsomenh.com-Vòng Tràng Sinh - Cách An 12 Sao Và Ý Nghĩa Từng Sao.pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Giáo trình xây dựng thực đơn. Ths Hoang Ngoc Hien.pdf
Giáo trình xây dựng thực đơn. Ths Hoang Ngoc Hien.pdfGiáo trình xây dựng thực đơn. Ths Hoang Ngoc Hien.pdf
Giáo trình xây dựng thực đơn. Ths Hoang Ngoc Hien.pdf
 
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận HạnTử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
 
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hànhbài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Đề thi tin học HK2 lớp 3 Chân Trời Sáng Tạo
Đề thi tin học HK2 lớp 3 Chân Trời Sáng TạoĐề thi tin học HK2 lớp 3 Chân Trời Sáng Tạo
Đề thi tin học HK2 lớp 3 Chân Trời Sáng Tạo
 
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
SD-05_Xây dựng website bán váy Lolita Alice - Phùng Thị Thúy Hiền PH 2 7 8 6 ...
 
xemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdf
xemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdfxemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdf
xemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdf
 
22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...
22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...
22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
C6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoi
C6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoiC6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoi
C6. Van de dan toc va ton giao ....pdf . Chu nghia xa hoi
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Xem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdf
Xem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdfXem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdf
Xem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdf
 
Giới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vn
Giới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vnGiới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vn
Giới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vn
 
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
 
Chương 6: Dân tộc - Chủ nghĩa xã hội khoa học
Chương 6: Dân tộc - Chủ nghĩa xã hội khoa họcChương 6: Dân tộc - Chủ nghĩa xã hội khoa học
Chương 6: Dân tộc - Chủ nghĩa xã hội khoa học
 
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
 
Bài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhà
Bài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhàBài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhà
Bài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhà
 
ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...
ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...
ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...
 

Đề tài: Hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động

  • 1. Thiết kế chế tạo hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động MỤC LỤC MỤC LỤC………………………………………………………………………….............................1 TÓM TẮT ĐỒ ÁN.......................................................................................................................4 ABSTRACT................................................................................................................................5 LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................6 Mục đích nghiên cứu :.................................................................................................................6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT, VẶN NẮP CHAI ......................9 1.1. Tổng quan về dây chuyền.....................................................................................................9 1.1.1. Phạm vi áp dụng................................................................................................................9 1.1.2. Yêu cầu thiết kế..................................................................................................................9 1.1.3. Các chức năng chính của hệ thống ...................................................................................10 1.1.4. Nguyên lý hoạt động.........................................................................................................11 1.1.5. Các công nghệ trên dây chuyền chiết rót, đóng nắp, đóng thùng......................................12 1.1.5.1. Kiểm tra khuyết tật chai................................................................................................12 1.1.5.2. Chiết nước vào chai.......................................................................................................13 1.1.5.3. Đóng nắp chai................................................................................................................15 1.1.5.4. Cảm biến dùng trong các dây chuyền chiết rót..............................................................16 1.1.5.5. Dây chuyền đóng thùng.................................................................................................17 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ SIMATIC S7-300....................................................................19 2.1. Giới thiệu chung..................................................................................................................19 2.1.1. Các modul PLC S7-300 ....................................................................................................20 2.1.1.1. Modul CPU...................................................................................................................20 2.1.1.2. Modul mở rộng..............................................................................................................21 2.2. Ngôn ngữ lập trình..............................................................................................................25 2.3. Tập Lệnh S7-300.................................................................................................................26 2.3.1. Lệnh về timer...................................................................................................................26 2.3.2. Bộ đếmCounter................................................................................................................28 2.3.3. Lệnh so sánh.....................................................................................................................30 2.3.4. Các lệnh về số học ............................................................................................................30 2.3.5. Lệnh di chuyển.................................................................................................................31 2.3.6. Lệnh dịch bit....................................................................................................................31
  • 2. CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIẾT NƯỚC, VẶN NẮP CHAI..............................................................................................32 3.1 Giới thiệu quy trình công nghệ.............................................................................................32 3.1.1 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai ..................................................................................32 3.2 Viết chương trình S7-300 .....................................................................................................33 3.2.2 Phân công vào ra và lập bảng đồ tài nguyên......................................................................35 3.2.3 Viết chương trình PLC......................................................................................................35 CHƯƠNG 4 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI................................................43 4.1 Tổng kết...............................................................................................................................43 4.2 Hạn chế của đề tài................................................................................................................43 4.3 Hướng phát triển.................................................................................................................43 4.4 Mô hình sau khi đã hoàn thành...........................................................................................45 4.5 Mô hình thực tế....................................................................................................................46 KẾT LUẬN ...............................................................................................................................57 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................58
  • 3. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống chiết rót, đóng nắp sữa.........................................................................................................................10 Hình1.2 Thiết bị chiết rót sữa ...............................................................................................................................................10 Hình 1.3 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động.....................................................................................................12 Hình 1.4 Máy kiểmtra khuyết tật chai................................................................................................................................13 Hình 1.5 Máy chiết bàn quay................................................................................................................................................15 Hình 1.6 Máy chiết rót và đóng nắp kiểu bàn xoay ..........................................................................................................15 Hình 1.7 Cảm biến phản quang............................................................................................................................................16 Hình 1.8 Bộ phận gắp chai....................................................................................................................................................17 Hình 1.9 Đóng thùng kiểu “Drop” .......................................................................................................................................18 Hình 2.1 Cấu hình của một trạm PLC S7-300 ...................................................................................................................20 Hình 2.2 Một số CPU của PLC S7-300 ..............................................................................................................................21 Hình 2.3 Các loại modul mở rộng của S7-300...................................................................................................................23 Hình 2.4 Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC..................................................................................................................25 Bảng 3.2 Bảng đồ tài nguyên.................................................................................................................................................35 Hình 3.3 Đặt tên cho Profect..................................................................................................................................................36 Hình 3.4 Chọn Station > 2 Simatic 300 Station ..................................................................................................................36 Hình 3.5 Chọn các module cho cấu hình phần cứng trạm ................................................................................................37 Hình 3.6 Mở khối OB1 ...........................................................................................................................................................37 Hình 3.7 Nơi viết chương trình cho PLC.............................................................................................................................38 Hình 3.8 Giao diện Simatic S7 manager ..............................................................................................................................38 Hình 3.9 chương trình điều khiển trên PLC S7-300. .........................................................................................................42 Hình 4.0 Mặt trước của mô hình............................................................................................................................................45 Hình 4.1 Mặt sau của mô hình...............................................................................................................................................46 Hình 4.2 Động cơ 1 chiều có giảm tốc................................................................................................................................48 Hình 4.3 Bơm một chiều mini ..............................................................................................................................................49 Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của cảmbiến tiệm cận .....................................................................................................50 Hình 4.5 Hình ảnh thực tế của cảmbiến .............................................................................................................................50 Hình 4.6 Van điện từ ..............................................................................................................................................................51 Hình 4.7 Xi lanh khí nén........................................................................................................................................................53 Hình 4.8 Nguyên lý làm việc của xy lanh khí nén ............................................................................................................53 Hình 4.9 Relay trung gian......................................................................................................................................................54 Hình 4.10 Nút nhấn.................................................................................................................................................................55
  • 4. TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong khóa luận này sẽ đề cập đến thiết kế giao diện để điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu từ xa cho mô hình trộn, chiết rót và đóng nắp chai. Giao diện được thiết kế trên phần mềm WinCC của hãng Siemens với thiết kế đẹp mắt và đầy đủ các tính năng cần thiết cho người vận hành cũng như người giám sát hệ thống. Khóa luận cũng hướng dẫn cụ thể các bước để các bạn khóa sau có thể tham khảo lập trình trên WinCC một cách dễ dàng. Một số đoạn chương trình lập trình theo ngôn ngữ Visual C++ cơ bản kết hợp với ngôn ngữ lập trình Visual Basic hiển thị thông tin tính toan biểu thức. Với các chức năng cần thiết, phân quyền người dùng trong WinCC, thiết kế giao diện từ thư viện, tạo nút nhấn, hiển thị tín hiệu Analog Input hoặc Output,hiển thị cửa sổ làm việc nhỏ trên cửa sổ lớn, chuyển đổi giữa các file ảnh khác nhau, tạo cảnh báo Alarm hoặc xuất dữ liệu ra Excel … Mô hình được điều khiển thông qua PLC S7-300 của Siemens đây cũng là loại PLC cao cấp của Siemens sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp tự động vừa và lớn với yêu cầu ổn định và chất lượng cao. Mô hình điều khiển thiết kế đơn giản với 3 bồn thực hiện cấp nguyên liệu và trộn nhiên liệu, trong mô hình này sử dụng cảm biến siêu âm để xác định mực nước trong bồn trộn và thu thập dữ liệu đưa về WinCC. Các cảm biến khác bao gồm cảm biến quang để xác định vị trí chai, cảm biến từ xác định vị trí xi lanh, cảm biến điện dung xác định mực nước trong chai và hệ thống khí nén cũng được sử dụng. Băng tải có thể điều chỉnh tốc độ bằng tay tuy nhiên các bạn khóa sau có thể nâng cấp điều khiển tốc độ động cơ băng tải bằng Analog Ouput để phát triển đề tài. Do nhiều khó khăn và kinh phí không cho phép nên mô hình chưa được hoàn thiện như mong muốn. Hi vọng quý bạn đọc có thể tìm hiểu khóa luận này để có thể phục vụ cho nhu cầu cần thiết của mình trong học tập hay trong quá trình đi làm tại các nhà máy có sử dụng SCADA .
  • 5. ABSTRACT This topic will address the interface design for remote control, data collection and monitoring of the mixing, filling and capping model. The interface is designed on Siemens' WinCC software with a beautifully designed and full of essential features for the operator as well as the system supervisor. The course also provides detailed instructions for you to lock the following can refer to programming on WinCC easily. Some programming sequences in basic Visual C ++ programming language combine with the Visual Basic programming language to display expressive information. With the necessary functions, user authorization in WinCC, interface design from the library, button creation, display of Analog Input or Output, display of small windows in large windows, switching between Various image files, Alarm alert or export data to Excel ... The Siemens S7-300 PLC is also a high-end Siemens PLC that is widely used in large and medium auto parks with high quality and stable requirements. Simple design control model with 3 sinks providing material feed and fuel mixing, in this model use ultrasonic sensor to determine the water level in the mixing tank and collect the data to WinCC. Other sensors include optical sensors for locating the cylinders, magnetic sensors locating cylinders, capacitive sensors for determining water levels in cylinders and compressed air systems also used. Conveyors can be adjusted manually, but the latter can be upgraded to control the speed of the motor with Analog Ouput to develop the subject. Due to many difficulties and funding, the model has not been completed as expected. Hope you read this topic to be able to cater to your needs in learning or in the process of working at SCADA factories.
  • 6. LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng đối với sự phát triển của một quốc gia. Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật.... thì tự động hóa không còn xa lạ. Ở các nước này máy móc hầu như đã thay thế lao động chân tay, số lượng công nhân trong nhà máy đã giảm hẳn và thay vào đó là những lao động chuyên môn, những kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp quá trình sản xuất trên thông qua máy tính. Một trong những ứng dụng giám sát đó là WinCC (Windows Control Centre), nó giúp ta điều khiển và giám sát toàn bộ quá trình sản xuất thông qua máy tính mà không phải trực tiếp xuống nới sản xuất để quan sát. Những điều trên chứng tỏ tầm quan trọng của việc ứng dụng WinCC trong lĩnh vực tự động hóa. Việt Nam là nước đang phát triển thì nhu cầu hiện đại hóa trong công nghiệp là điều hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế cũng như nhu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Là những sinh viên theo học chuyên ngành “ Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa” cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà, em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa. Vì những lí do trên em đã chọn đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động ”. Đề tài gồm có các nội dung chính như sau: Chương I: Tổng quan về dây chuyền chiết rót, vặn nắp chai. Chương II: Tổng quan về Simatic S7-300 . Chương III: Chương trình điều khiển, mô hình thực tế. Chương IV: Tổng kết và hướng pháttriền đề tài. Mục đích nghiên cứu :
  • 7. Nắm vững kiến thức về lập trình với S7-300, mô phỏng quá trình hoạt động của một hệ thống với WinCC. Nghiên cứu đề tài nhằm tích lũy kinh nghiệm, học hỏi thêm kiến thức và phát huy tính sáng tạo, giải quyết vấn đề. Theo phương châm học đi đôi với hành thì việc tạo ra một hệ thống mô phỏng dùng S7-300 và WinCC là một yêu cầu cần thiết, đáp ứng được nhu cầu đặt ra.
  • 8. Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán bộ phản biện) Giảng viên đánh giá:....................................................................................................... Họ và tên Sinh viên:................................................ MSSV:…………………………… Tên đồ án: ................................... ................................... .............................................. ………………………………………………………………………………………….. Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây: Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20) 1 Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như phạm vi ứng dụng của đồ án 1 2 3 4 5 2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5 3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề 1 2 3 4 5 4 Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệmvà trình bày rõ ràng kết quả đạt được 1 2 3 4 5 Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15) 5 Mục tiêu và phương pháp thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ thống 1 2 3 4 5 6 Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng. 1 2 3 4 5 7 Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong tương lai. 1 2 3 4 5 Kỹ năng viết (10) 8 Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án, có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có trích dẫn đúng quy định 1 2 3 4 5 9 Kỹ năng viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học,lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) 1 2 3 4 5 Kết quả nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp) 10a Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng phát minh sáng chế 5 10b Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế khác về chuyên ngành 2 10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học 0 Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi về thang 10 3. Nhận xét thêm của Thầy/Cô ..................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nghệ An, ngày…..tháng 05 năm 2017 Người nhận xét
  • 9. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT, VẶN NẮP CHAI 1.1. Tổng quan về dây chuyền 1.1.1. Phạm vi áp dụng Cơ sở sản xuất sữa, sữa tươi, sữa chưa và các loại nước uống tinh khiết đóng chai hoặc nước khoáng hoặc các loại nước uống không ga khác. Chai nước sử dụng: Loại chai PET có dung tích từ250ml đến 2250ml. 1.1.2. Yêu cầuthiết kế  Điện áp sử dụng: 1 pha 220V, 50Hz hay 3 pha 380V, 50 Hz. Dòng tải: Tùy theo công suất bơm sử dụng và các thiết bị ngoại vi khác, thông thường không nhỏ hơn 5A.  Các biện pháp an toàn điện: Hệ thống được thiết kế ELCB chống giật trên toàn hệ thống và các thiết bị điện khác đạt chuẩn CE. Nút tắt khẩn cấp khi có sự cố xảy ra.  Khung sườn thiết bị: Được thiết kế bằng thép không gỉ SS304 hoặc SS316, chịu được lực rung lớn.  Ống dẫn nước: Ống chịu áp lực cao bằng PVC hoặc bằng thép không gỉ 304 (tùy theo yêu cầu thiết kế), đảm bảo an toàn vệ sinh, không đóng cặn, gỉ sét và gây ra các nấm mốc vi sinh.  Các thiết bị lọc sữa: Vật tư, thiết bị lọc đạt chuẩn.
  • 10. Hình 1.1 Hệ thống chiết rót, đóng nắp sữa Hình1.2 Thiết bị chiết rót sữa 1.1.3. Các chức năng chính của hệ thống  Hệ thống kết hợp 3 máy xúc rửa, chiết rót và đóng nắp thành 1 dây chuyền thống nhất.  Hệ thống tiêu chuẩn: hệ thống bao gổm 3 máy rời rạc: Xúc rửa, chiết rót, đóng nắp, nối liền với nhau thành 1 hệ thống xuyên suốt.  Mạch điều khiển trung tâm PLC của Siemens: Điều khiển xuyên suốt hệ thống xúc rửa, chiết rót, đóng nắp. Bảng mạch hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống trên các đèn led (màu xanh). Khi có sự cố xảy ra, hệ thống ngắt điện hoàn toàn tự động, tín hiệu âm thanh bíp bíp sẽ được phát
  • 11. ra. Ngoài ra chương trình trong PLC này nhiều chức năng hơn hệ thống tiêu chuẩn.  Khung sườn : Được làm bằng thép không gỉ.  Động cơ xoay vòng bằng công nghệ Đức: Các chai PET được vận chuyển tự động trên băng chuyền xoay vòng liên tục vào hệ thống chiết rót, xúc rửa.  Ống dẫn nước: Bằng Inox.  2 chế độ hoạt động auto/manual: Giúp người sử dụng có thể kiểm tra hoạt động của các chức năng. 1.1.4. Nguyên lý hoạt động Hệ thống hoạt động theo các bước sau đây:  Vỏ chai PET được đặt trên băng chuyền trước khi vào hệ thống xúc rửa chiết rót và đóng nắp (gọi tắt là RFC).  Nguồn nước tinh khiết từ bồn chứa được nối vào hệ thống RFC.  Băng chuyền sẽ tự động vận chuyển chai PET vào hệ thống xúc rửa. Các chai di chuyển xoay vòng và vào đúng vị trí vòi nước xúc rửa. Lưu ý nước rửa có áp lực khá mạnh để rửa sạch chai PET do bơm thiết kế sẵn trong máy phun lên.  Sau khi rửa, chai PET sẽ được đưa vào vịtrí chiết rót, các cánh tay đòn sẽ giữ chặt cổ chai để tránh đổc hai trong qua trinh rót. Các chai được xoay vòng liên tục trên băng chuyền chiết rót. Máy bơm nước được thiết kế sẵn trong máy sẽ tự động chiết rót vào bình.  Khi bình chứa đã đầy nước, sẽ được chuyển sang vị trí đóng nắp. Nắp bình chứa được lấp đầy trong ống chứa và được đưa vào ngay đầu chai PET.  Các tay đòn sẽ siết nắp chặt.  Sau đó chai PET được chuyển trên băng tải ra ngoài.
  • 12.  Bình chứa được tiếp tục chuyển đến máy bao màng co bằng (nếu có). Hình 1.3 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động Do giới hạn đề tài là mô phỏng trên máy tính nên em sẽ nghiên cứu những thiết bị phần điện tự động là chính, mô hình mô phỏng sẽ có một số điểm khác so với hệ thống thực để thuận thiện cho việc mô phỏng.Cụ thể là dây chuyền mô phỏng sẽ có các khâu chính là:  Kiểm tra khuyết tật chai.  Chiết nước vào chai.  Đóng nắp chai.  Đưa sang dây chuyền đóng thùng sản phẩm. 1.1.5. Các công nghệ trên dây chuyền chiết rót, đóng nắp, đóng thùng 1.1.5.1. Kiểm tra khuyết tật chai Để kiểm tra được khuyết tật trên sản phẩm chai nhựa người ta thường dùng các hệ thống máy hiện đại, hiện nay có không ít các nhà cung cấp thiết bị để thực hiện quá trình này, theo kinh nghiệm và tìm hiểu thì em được biết hãng PRESSCO TECHNOLOGY INC là nhà cung cấp dòng sản phẩm INTELLISPEC mã CP500 thực hiện quá trình kiểm tra và phân loại và loại bỏ chai bị hỏng không đủ yêu cầu chất lượng như:  Chai bị móp trong lúc sản xuất hay trong quá trình vận chuyển.
  • 13.  Chai dính bẩn. Dòng sản phẩm INTELLISPEC CP500: được trang bị 2 camera bên trong và được kết nối với hệ thống máy tính chuyên dụng được cung cấp bởi chính nhà cung cấp. Máy có bộ nguồn UPS mắc song song với nguồnđiện nên có thể hoạt động thêm một thời gian sau khi cúp điện. Nguyên tắc: Camera chụp và phân tích hình ảnh từng chai, đưa tín hiệu về máy tính xử lí với phần mền chuyên dụng được cài đặt độ nhạy theo mục đích của yêu cầu sản phẩm và loại (Reject) các sản phẩm không đạt yêu cầu. Tốc độ chụp của camera có thể lên đến hàng nghìn chai một phút. Hình 1.4 Máy kiểm tra khuyết tật chai 1.1.5.2. Chiết nước vào chai Hiện nay có khá nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng sẽ có cách chiết rót khác nhau như: Nước có ga, nước không ga, chất lỏng dạng cô đặc. Định lượng sản phẩm lỏng là chiết một thể tích nhất định sản phẩm lỏng và rót vào trong chai, bình, lọ, v.v.. Định lượng sản phẩm lỏng bằng máy được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm. Khi định lượng bằng máy thì cải thiện được điều kiện vệ sinh, đảm bảo được năng suất cao và định lượng sản phẩm một cách chính xác. Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có:
  • 14.  Định lượng bằng bình định mức: Chất lỏng được định lượng chính xác nhờ bình định mức trước khi rót vào chai.  Định lượng bằng chiết tới mức cố định: Chất lỏng được chiết tới mức cố định trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thể tích bù trừ ra khỏi chai; khi đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng như nhau bất kể thể tích của các chai có bằng nhau hay không. Ngoài ra còn sử dụng ống thông hơi, chất lỏng được chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ dứng lại. Phương pháp nầy có độ chính xác không cao, tuỳ thuộc độ đồng đều của chai.  Định lượng bằng cách chiết theo thời gian: Cho chất lỏng chảy vào chai trongkhoảng thời gian xác định, có thể xem như thể tích chất lỏng chảy là không đổi. phương pháp nầy chỉ áp dụng cho các sản phẩm có giá tri thấp, không yêu cầu độ chính xác định lượng. Các phương pháp chiết rót sản phẩm gồm có:  Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch về độ cao thủy tĩnh. Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt.  Phương pháp rót chân không: Nối chai với một hệ thống hút chân không, chất lỏng sẽ chảy vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai. Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp dụng phương pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai.  Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm có gas như bia, nước ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất lỏng. Với phương pháp rót đẳng áp thông thường, người ta nạp khí CO2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp suất trong bình hứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ chênh lệch độ
  • 15. cao. Máy định lượng-chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cơ cấu rót, mỗi cơ cấu rót được bố trí chiết cho 1 chai.  Các cơ cấu rót có thể được bố trí thẳng hàng, làm việc cùng lúc (máy chiết có cơ cấu chiết thẳng) hoặc bố trí trên bàn quay, làm việc tuần tự (máy chiết bàn quay) như hình bên dưới: Hình 1.5 Máy chiết bàn quay 1.1.5.3. Đóng nắp chai Máy đóng nắp chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, thức phẩm, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp. Máy có tác dụng đóng bao kín các loại chai thủy tinh, nhựa, đảm bảo việc niêm phóng kín, không rò rỉ chất lỏng ra ngoài. Nắp chai được dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời được xếp đúng chiều, chai nước được đưa vào vị trí dập nắp và cố định để hệ thống dập nắp hoạt động. Sau khi dập nắp chai sẽ được đưa tới bộ phận vặn nắp để chắc chắn rằng tất cả các nắp phải được đóng kín. Hình 1.6 Máy chiết rót và đóng nắp kiểu bàn xoay
  • 16. 1.1.5.4. Cảm biến dùng trong các dây chuyền chiết rót Tại mỗi khâu chúng ta dùng cảm biến vị trí để xác định vị trí của sản phẩm. Khi gặp sản phẩm cảm biến sẽ có tín hiệu báo về bộ điều khiển để ra lệnh điều khiển. Để xác định vị trí và dịch chuyển của sản phẩm, ta dùng loại cảm biến quang điện. Cảm biến quang điện bao gồm 1 nguồn phát quang và 1 bộ thu quang. Nguồn phát quang sử dụng Led hoặc Laser phát ra ánh sáng thấy hoặc không thấy tùy theo bước sóng. 1 bộ thu quang sử dụng diode hoặc transitor quang. Ta đặt bộ thu và phát sao cho vật cần nhận biết có thể che chắn hoặc phản xạ ánh sáng khi vật xuất hiện. Ánh sáng do Led phát ra được hội tụ qua thấu kính. ở phần thu ánh sáng từ thấu kính tác động đến transitor thu quang. Nếu có vật che chắn thì chùm tia sẽ không tác động đến bộ thu được. sóng dao động dùng để bộ thu loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng trong phòng. Ánh sáng của mạch phát sẽ tắt và sáng theo tần số mạch dao động. Phương pháp này sử dụng mạch dao động làm cho cảm biến thu phát xa hơn và tiêu thụ ít công suất hơn. Trên thị trường hiện nay có 3 loại cảm biến quang điện chính:Through- beam sensors (cảm biến tia xuyên qua), Retro-reflective sensors (cảm biến phản quang), Diffuse reflection sensor (cảm biến phản xạ khuếch tán). Hình 1.7 Cảm biến phản quang
  • 17. Trong quá khứ, đối với nhà máy bia, nước ngọt, việc phát hiện các chai PET có chất liệu trong suốt là rất khó khăn, yêu cầu phải điều chỉnh phức tạp cảm biến cho ứng dụng đó. Hiện nay công nghệ phát triển hơn ta có loại cảm biến phản quang dể dàng phát hiện các vật liệu cho trai PET và thủy tinh. Một trong số đó là bộcảm biến O5G500 và một bộ lọc phân cực cùng với lăng kính phản xạ E20722. 1.1.5.5. Dây chuyền đóng thùng Các máy đóng thùng chai hiện nay rất đa dạng từ thô sơ tới cực kỳ hiện đại. tùy theo doạng sản phẩm sẽ có cách đóng gói khác nhau. Với chai lọ thủy tinh dễ vỡ hay các chai có dung tích lớn thường được đóng thùng bằng cánh tay Robot. Phương pháp này hiện đại và chính xác nhất, đảm bảo chống va đập làm hư sản phẩm. Số lượng sản phẩm phụ thuộc vào kích thước thùng chứa, số lượng chai gắp trong một lần cũng dễ dàng cài đặt, ví dụ như để đóng két cho bia chai thì mỗi lần cánh tay robot có thể gắp 20 chai. Dây chuyền đóng thùng gồm 2 băng tải, một bang tải đưa sản phẩm đến tay gắp, một băng vận chuyển thùng, hai băng tải đặt ngang nhau. Bộ phận gắp chai đượcđiểu khiển đồng bộ bằng khí nén. Hình 1.8 Bộ phận gắp chai
  • 18. Với các loại chai nhỏ và khó vỡ thì thường dùng phương pháp đóng thùng kiểu “Drop”, hệ thống có hai băng tải, một băng tải chở sản phẩm chai ở phía trên, băng tải chứa thùng phía dưới, khi số chai chạy vào khung đủ số lượng thì phần đáy của khung mở ra để toàn bộ chai trong khung rơi xuống thùng, các chai rơi xuống thùng đồng thời thùng được hạ xuống để giảm lực tác động vàođáy chai, cách đóng thùng này nhanh và đơn giản hơn dùng cánh tay Robot. Hình 1.9 Đóng thùng kiểu “Drop”
  • 19. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ SIMATIC S7-300 2.1. Giới thiệu chung Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa ngày càng tăng đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển. Vì vậy người ta phát minh ra bộ điều khiển lập trình rất đa dạng như PLC. Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. Nó có thể thay thế gần như hoàn toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thống. Như vậy PLC có tính năng ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp là:  Khả năng chống nhiễu tốt.  Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc mở rộng, cải tạo nâng cấp.  Có những modul chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt.  Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động.  Hiện nay trên thị trường có các loại PLC của các hãng sản xuất như: Omron, Mitsubishi, Siemens, ABB, Allen Bradley... S7-300 là dòng sản phẩm cao cấp, được dùng cho những ứng dụng lớn với những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng và có khả năng mở rộng, nâng cấp.Ngônngữ lập trình đa dạng cho phép người sử dụng có quyền chọn lựa. Đặc điểm nổi bật của S7-300 đó là ngôn ngữ lập trình cung cấp những hàm toán đa dạng cho những yêu cầu chuyên biệt. Hoặc ta có thể sử dụng ngôn ngữ chuyên biệt để xây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta cần. Ngoài ra S7-300 còn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là đối với S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt.
  • 20. 2.1.1. Các modul PLC S7-300 Hình 2.1 Cấu hình của một trạm PLC S7-300 Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít tuỳ vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là CPU, các modul còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các modul chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí… Chúng gọi chung là modul mở rộng. Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như hình 2.1. 2.1.1.1 . Modul CPU Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485) và có thể còn có một vài cổng vào ra số. Các cổng vào ra số có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra Onboard. PLC S7_300 có nhiều loại modul CPU khác nhau. Chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul CPU315. Những modul cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong
  • 21. thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function Module). Hình 2.2 Một số CPU của PLC S7-300 Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Các loại modul này phân biệt với các loại modul khác bằng cụm từ DP (Distributed Port) như là modul CPU314C-2DP. 2.1.1.2. Modul mở rộng Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu modul. Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo cấu trúc modul rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là modul CPU, các modul còn lại là những modul truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài như động cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ. Chúng được gọi chung là các modul mở rộng. Các modul mở rộng chia thành 5 loại chính: a) Module nguồn nuôi (PS - Power supply) Có 3 loại: 2A, 5A, 10A. b) Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module)
  • 22. Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:  DI (Digital input): Modul mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.  DO (Digital output): Modul mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.  Modul mở rộng các cổng vào/ra số...  Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ từng loại modul.  CPU 312 IFM CPU 314C-2PTP CPU 314 CPU 314C-2DP AI (Analog input):  Modul mở rộng các cổng vào tương tự. Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ từng loại modul.  AO (Analog output): Modul mở rộng các cổng ra tương tự. Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại modul.  AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào/ra tương tự. Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ từng loại modul. Các CPU của S7_300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu analog đều phải được chuyển đổi thành tín hiệu số. Cũng như các modul số, người sử dụng cũng có thể thiết lập các thông số cho các modul analog. c) Modul ghép nối (IM - Interface modul) Modul ghép nối nối các modul mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi 1 modul CPU. Thông thường các modul mở rộng được gắn liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack. Trên mỗi rack có nhiều nhất là 8 modul mở rộng (không kể modul CPU, modul nguồn nuôi). Một modul CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải được nối với nhau bằng modul IM.
  • 23. Các modul ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều cấu hình, S7-300 cung cấp 3 loại modul ghép nối sau:  IM 360: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul trên đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU.  IM 361: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng chứa 8 modul với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn 24 VDC cho mỗi tầng.  IM 365: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul trên đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU. d) Modul chức năng (FM - Function modul) e) Modul có chức năng điều khiển riêng. Ví dụ như modul PID, modul điều khiển động cơ bước. f) Module truyền thông (CP - Communication modul) Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính. Hình 2.3 Các loại modul mở rộng của S7-300
  • 24. Các Tín hiệu kết nối với PLC:  Tín hiệu số : Là các tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu chỉ có 2 trị 0 hoặc 1. Mức 0 : tương ứng với 0V hoặc hở mạch. Mức 1 : Tương ứng với 24V. Vd: Các tín hiệu từ nút nhấn, từ các công tắc hành trình….. đều là những tín hiệu số.  Tín hiệu tương tự : Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA…. Vd: Tín hiệu đọc từ Loadcell,từ cảm biến lưu lượng…  Tín hiệu khác : Bao gồm các tín hiệu giao tiếp với máy tính với các thiết bị ngoại vi khác bằng các giao thức khác nhau như giao thức RS232, RS485, Modbus…. Modul ra sè (DO). Kiểu dữ liệu:  Kiểu Bool: True hoặc False ( 0 hoặc 1) VD: M0.0  Kiểu Byte : gồm 8 Bit  Kiểu Word  Kiểu DWord  Kiểu Int  Kiểu Real.....
  • 25. Hình 2.4 Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC 2.2. Ngôn ngữ lập trình PLC S7_300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản sau: Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement List). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo 1 thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm 1 hàng và đều có cấu trúc chung là “tên lệnh”+”toán hạng”. Ví dụ: Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder Logic). Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic. Ví dụ:
  • 26. Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram). Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển số. Ví dụ: Trong đồ án em sử dụng ngôn ngữ LAD để lập trình để đơn giản và trực quan hơn. Phần mềm dùng viết chương trình là Step7 V5.5 SP1_Home_x32. 2.3. Tập Lệnh S7-300 2.3.1. Lệnh về timer Lệnh S_PULSE: Nếu I0.0=1 Timer được kích chạy,khi I0.0=0 hoặc chạy đủ thời gian đặt 2s thì Timer dừng. Hoặc có tín hiệu I0.1 thì Timer cũng dừng.
  • 27. Timer chỉ chạy lại khi có tín hiệu mới từ I0.0 (tức là I0.0 chuyển trạng thái từ 0 lên 1). Q0.0=1 khi Timer đang chạy. MW100 lưu giá trị đếm của Timer theo dạng Integer. MW102 lưu giá trị của Timer theo dạng BCD. Chức năng của Timer này là tạo xung có thời gian được đặt sẵn. Lệnh S_PEXT: Timer kích có nhớ,Khi có tín hiệu cạnh lên ở I0.0 Timer T5 chạy,nếu đủ thời gian đặt Timer dừng. Trong quá trình chạy nếu có tín hiệu mới từ chân I0.0 thì thời gian Timer lại được tính lại từ đầu. Trong quá trình chạy nếu có tín hiệu I0.1 thì Timer dừng Q0.0 =1 khi Timer đang chạy. Các ô nhớ MW100 và MW102 lưu giá trị hiện thời của Timer theo dạng Integer và dạng BCD Lệnh S_ODT:
  • 28. Nếu I0.0=1 Timer bắt đầu chạy khi đủ thời gian thì ngưng khi đó ngõ Q0.0 sẽ lên 1 nếu I0.0 vẫn còn giữ trạng thái 1,khi có tín hiệu I0.1 thì tất cả phải được Reset về 0. Các ô nhớ MW100 và MW102 lưu giá trị hiện thời của Timer theo dạng Integer và dạng BCD. Lệnh S_ODTS: Timer kích có nhớ, khi có xung cạnh lên ở I0.0 Timer bắt đầu chạy, ngõ ra Q0.0=1 khi Timer ngưng và chỉ tắt khi có tín hiệu Reset (tín hiệu I0.1). Trong quá trình Timer chạy nếu có sự chuyển đổi tín hiệu từ chân I0.0 thêm 1 lần nữa thì Timer sẽ nhớ và tiếp tục chạy khi hết thời gian lần trước. Số Timer trong S7_300 phụ thuộc vào loại CPU. CPU 312: Có 128 Timer. CPU 313 trở lên: Có 256 Timer. Có 2 cách cài đặt giá trị cho Timer:  Cài thông số thời gian trực tiếp: Để cài giá trị trực tiếp cho Timer ta phải thêm kí tự S5T# trước giá trị đặt. Các kí tự kế tiếp là thông số thời gian muốn cài đặt cho Timer.  Cài đặt thông số thời gian thông qua biến nhớ: Giá trị cài đặt cho timer thông qua một biến kiểu WORD 16 bits. 2.3.2. Bộ đếmCounter
  • 29. Lệnh đếm lên xuống S_CUD: Ngõ vào I0.2=1 : đưa giá trị đếm vào PV. Khi I0.0 chuyển trạng thái từ 0 lên 1 ,C0 đếm tăng lên 1. Khi I0.1 chuyển trạng thái từ 0 lên 1 ,C0 đếm giảm xuống 1. Khi cả I0.0 và I0.1 đều chuyển trạng thái thì C0 không thay đổi. Khi I0.3=1 thì C0 bị Reset về 0. Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng Integer và dạng BCD ,giá trị này có tầm từ 0 – 999. Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0. Lệnh đếm lên S_CU: Ngõ vào I0.1=1 : đưa giá trị đếm vào PV. Khi I0.0 chuyển trạng thái từ 0 sang 1 , C0 đếm tăng lên 1. Khi I0.2 = 1 Counter bị Reset. Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0.
  • 30. Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng Integer và dạng BCD ,giá trị này có tầm từ 0 – 999. Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0. Lệnh đếm xuống S_CD: Ngõ vào I0.1=1 : đưa giá trị đếm vào PV. Khi I0.0 chuyển trạng thái từ 1 sang 0 , C0 giảm đi 1. Khi I0.2 = 1 Counter bị Reset. Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0. Giá trị bộ đếm hiện thời nằm trong 2 ô nhớ MW100 và MW102 dưới dạng Integer và dạng BCD ,giá trị này có tầm từ 0 – 999. Ngõ ra Q0.0=1 khi giá trị đếm lớn hơn 0. 2.3.3. Lệnh so sánh Lệnh so sánh số nguyên: Lệnh EQ_I(Equal Integer): So sánh MW100 và MW102, nếu hai số nguyên này bằng nhau thì KT=KQ. Lệnh NE_I (Not Equal Integer): So sánh MW100 và MW102, nếu 2 số này khác nhau thì KQ=KT. Lệnh GT_I (Greater than Integer): So sánh 2 số MW100 và MW102, nếu MW100 lớn hơn MW102 thì KQ=KT. Lệnh GE_I (Greater than or equal Integer): So sánh 2 số MW100 và MW102, Nếu MW100 lớn hơn hoặc bằng MW102 thì KQ=KT. Lệnh LE_I (Less than or equal Integer): So sánh 2 số MW100 và MW102, nếu MW100 bé hơn hoặc bằng MW102 thì KQ=KT. Lệnh so sánh hai số Double Interger và hai số thực Real tương tự như trên. 2.3.4. Các lệnh về số học Phép Toán trên số nguyên 16 Bit: Lệnh ADD_I: Lệnh thực hiện việc cộng 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu bit bị tràn đó.
  • 31. MW104 = MW100 + MW10 Lệnh SUB_I: Lệnh thực hiện việc trừ 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu bit bị tràn đó. MW104 = MW100 - MW102 Lệnh MUL_I: Lệnh thực hiện việc nhân 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu bit bị tràn đó. MW104 = MW100 * MW102 Lệnh DIV_I: Lệnh thực hiện việc chia 2 số nguyên 16 bit, kết quả cất vào số nguyên 16 bit, nếu kết quả vượt quá 16 Bit thì cờ OV sẽ bật lên 1, cờ OS sẽ lưu bit bị tràn đó. MW104 = MW100 : MW102 Phép Toán trên số nguyên 32 Bit và số thực 32 Bit tương tự. 2.3.5. Lệnh di chuyển Lệnh MOV: Lệnh đưa giá trị một ô nhớ sang 1 ô nhớ khác, lệnh này có thể áp dụng cho mọi kiểu số khác nhau (Int,Dint,Real,Byte….) 2.3.6. Lệnh dịch bit Lệnh SHR_W: Lệnh thực hiện việc dịch phải ô nhớ 16 bit, kết quả cất vào ô nhớ 16 bit, N là số Bit dịch. Ô nhớ này được định dạng theo kiểu Word. Lệnh SHL_W: Lệnh thực hiện việc dịch trái ô nhớ 16 bit, kết quả cất vào ô nhớ 16 bit, N là số bit dịch. Ô nhớ này được định dạng theo kiểu Word. Các lệnh dịch phải, dịch trái ô nhớ 32 bit tương tự. Ngoài ra còn rất nhiều lệnh trong S7-300 nhưng ta chỉ nghiên cứu những lệnh cần thiết dùng trong phần lập trình về sau.
  • 32. CHƯƠNG III XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIẾT NƯỚC, VẶN NẮP CHAI 3.1 Giới thiệu quy trình công nghệ Sau khi tìm hiểu công nghệ các dây chuyền sản xuất nước đóng chai kết hợp với kiến thức về S7-300 và WinCC, em đưa ra phương án thiết kế mô phỏng hệ thống máy chiết rót, đóng nắp và đóng thùng với các đặc điểm kỹ thuật như sau: - Chứa thông tin giới thiệu về đồ án, giáo viên hướng dẫn, sinh viên thực hiện. ngoài ra còn có nút nhấn Next để vào mô hình chiết rót. - Đây là graphics mô phỏng quá trình chiết rót, đóng nắp… Chương trình mô phỏng sẽ chạy với PLC-Simulator thay cho hệ thống phần cứng PLC thực tế. Các ngõ vào trên thực tế được thay thế bằng Bit nội trong chương trình S7-300. Chương trình hoàn toàn tự động. Người vận hành có thể khởi động hệ thống trực tiếp từ bàn điều khiển hoặc có thể khởi động từ giao diện giám sát trên máy tính. Quá trình hoạt động của hệ thống là liên tục từ khi nhấn nút “START” cho đến khi người điều khiển ấn nút “STOP”. Các chuyển động trong mô hình được viết bằng ngôn ngữ C-Srips. Các cảm biến hoạt động giống như trong thực tế, khi vật thể đi vào cùng quét của cảm biến thì cảm biến sẽ tác động rồi gửi tín hiệu về chương trình PLC. 3.1.1 Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai Mô hình gồm các thành phần chính và chức năng từng thành phần: - Băng tải 1: vận chuyển chai rỗng từ nơi cấp chai đến hệ thống chiết rót và đóng nắp. - Băng tải 2: vận chuyển nắp vào hệ thống để chai lấy nắp. - Sensor 1: nhận diện chai rỗng đề chiết rót vào chai - Sensor 2: phát hiện chai đã đầy.
  • 33. - Sensor 3: phát hiện chai để đóng nắp. Yêu cầu công nghệ: Quá trình điều khiển toàn hệ thống trên hai giao diện chính: Chiết nước vào chai đóng nắp diễn ra hoàn toàn tự động sau khi người vận hành ấn nút Sart. Nhưng một yêu cầu đặt ra là, việc giám sát hoạt động của hệ thống cũng cần thực hiện tự động. Điều này là thực sự cần thiết vì những lí do sau: -Trình điều khiển và giám sát gắn liền với nhau nhằm thực hiện một gải pháp hỗ trợ con người trong việc quan sat và điều khiển từ xa. -Đảm bảo tính ổn định và tang tính tin cậy của hệ thống. -Theo dõi được mọi diễn biến của quá trình, tình trạng thiết bị, trạng thái hệ thống một cách nhanh chóng, chính xác. -Dễ dàng phát hiện sự cố để có những biện pháp điều chỉnh kịp thời. Vì vậy việc thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống trên WinCC phải đảm bảo các yêu cầu sau: -Quá trình vận hành được thực hiện hoàn toàn tự động. -Quá trình điều khiển phải đúng qui trình công nghệ đảm bảo yêu cầu công nghệ. -Người vận hành dễ dàng giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, theo dõi diễn biến quá trình. -Dễ dàng phát hiện các sự cố để có những biện pháp xử lí kịp thời. -Các giao diện thân thiện, linh hoạt và dễ dàng sử dụng. 3.2 Viết chương trình S7-300 Như đã đề cập ở phần trước, ta chỉ mô phỏng hệ thống trên máy tính nên các ngõ INPUT được thay thế bằng các bit nhớ M Bit để thuận tiện cho việc thiết kế cũng như điều khiển. Để bắt đầu viết chương trình PLC ta làm tuần tự các bước tìm hiểu công nghệ. Lập lưu đồ thuật toán, phân công ngõ vào ra, lập bảng đồ tài nguyên và viết chương trình
  • 34. 3.2.1 Lưu đồ thuật toán: từ nguyên tắc hoạt động của hệ thống chúng ta xây dựng lưu đồ thuật toán, để dễ hiểu ta trình bày lưu đồ chiết và đóng nắp thành hai bản rút gọn và chi tiết như sau: Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán BẮT ĐẦU CHAI RỖNG ĐẾN VỊ TRÍ CHIẾT NƯỚC CHIẾT NƯỚC ĐẾN VỊ TRÍ ĐÓNG NẮP ĐÓNG NẮP CHUYỂN SANG BĂNG CHUYỀN ĐÓNG GÓI KẾT THÚC
  • 35. 3.2.2 Phâncông vào ra và lập bảng đồ tài nguyên Liệt kê vào bản đồ bộ nhớ, định rõ địa chỉ cho từng biến. Khi viết chương trình, sử dụng các biến vào ra theo tên thay vì sử dụng trực tiếp địa chỉ biến. Bảng 3.2 Bảng đồ tài nguyên. Sau khi phân công vào ra ta đã có địa chỉ cụ thể cho các ngõ vào ra số cũng như tên của từng địa chỉ, khi viết chương trình ta chỉ việc dùng tên hoặc địa chỉ của cac ngõ này là chương trình sẽ tự hiểu. 3.2.3 Viết chương trình PLC Ta thực hiện tuần tự các bước sau: 1. Mở chương trình SIMATIC Manager lên theo đường dẫn “C:Program Files (x86)SiemensStep7S7Proj” Click chuột trái chọn File -> New. Đặt tên cho Profect ở mục Name rồi bấm ok hình 3.3
  • 36. Hình 3.3 Đặt tên cho Profect 2/ Menu Insert>Station>2 Simatic 300 Station (hình 4.5) Hình 3.4 Chọn Station > 2 Simatic 300 Station 3/ Nhấp đúp mở mục Hardware, cửa sổ HW Config mở ra, chọn các module cho cấu hình phần cứng trạm. Gồm modul nguồn PS 307 2A, CPU 312, modul SM323 16IN/16OUTx24VDC (hình 4.6). sau đó bấn Save để lưu lại.
  • 37. Hình 3.5 Chọn các module cho cấu hình phần cứng trạm 4/ Tắt cửa sổ HW Config, mở khối OB1 (hình 3.6) hiện ra bảng thông tin như hình 3.7 ở mục Created in Languege chọn LAD để lập trình dang Ladder>ok Hình 3.6 Mở khối OB1
  • 38. 5/ Cửa sổ LAD/STL/FBD mở ra, đây là nơi viết chương trình cho PLC. Hình 3.7 Nơi viết chương trình cho PLC Sau khi viết chương trình ta download vào PLC-SIM để chạy thử. Mở PLC-SIM bằng cách click vào biếu tượng trên màn hình Simatic S7 manager. Hình 3.8 Giao diện Simatic S7 manager
  • 39. Lưu ý PLC-SIM có 3 chế độ tương ứng trên CPU thật. Chế độ RUN-P: khi kích hoạt chế độ này ta có thể chỉnh sửa hay download chương trình mà không phải STOP. Chế độ “RUN” và “STOP” tương ứng chạy và dừng thông thường. Nut “MRES” dùng để xóa bộ nhớ trên PLC-SIM, nút này không hoạt động ở chế độ “RUN”. Sau khi viết và kiểm tra chương trình ta có được chương trình hoàn chỉnh dạng Ladder Chương trình điều khiển trên PLC S7-300:
  • 40.
  • 41.
  • 42. Hình 3.9 chương trình điều khiển trên PLC S7-300.
  • 43. CHƯƠNG IV TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 4.1 Tổng kết Sau khi hoàn thành đồ án em đã học hỏi thêm được nhiều kiến thức có ích cho công việc sau này, đề tài tốt nghiệp có tính ứng dụng thực tế cao, sau đây là những kết quả của bản thân em đạt được: Tìm hiểu và làm quen với một dây chuyền sản xuất tự động cùng với thiết bị điện hiện đại như PLC, Sensor, màn hình cảm ứng công nghiệp, biến tần… Nghiên cứu và sử dụng được chương trình Simatic Step7 trong việc viết chương trình điều khiển đáp ứng đúng yêu cầu của một hệ thống máy. Dựa vào hệ thống thực tế để tạo ra giao diện mô phỏng bằng phần mềm WinCC v7.2. Đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật. Phát triển ký năng tư duy sang tạo, khả năng học hỏi và giải quyết vấn đề. Khai thác được sức mạnh công nghệ thông tin trong việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu. 4.2 Hạn chế của đề tài Đây là mô hình mô phỏng trên máy tính không có thiết bị thực tế nên khó khăn trong việc lập trình, độ mượt của các chuyển động phụ thuộc nhiều vào cấu hình máy tính. Các khâu trong mô hình vẫn còn thiếu và chưa sát với thực tế. Do thời gian và kiến thức có hạn nên còn nhiều chức năng của phần mềm S7 và WinCC chứ được khai thác. Đề tài sữ dụng S7-300 và WinCC trong tự động hóa thì rất rộng lớn, hầu hết các nhà máy, xí nghiệp ứng dụng WinCC trong việc điều khiển, giám sát tất cả các khâu. Nhưng trong đề tài này ta hạn chế là chỉ mô phỏng quá trình hoạt động của một hệ thống nhỏ, chưa thể hoàn toàn theo sát với thực tế. Vì vậy vẫn còn nhiều vấn đề cần được quan tâm giải quyết trong tương lai. 4.3 Hướng phát triển
  • 44. Em hy vọng nếu các lớp khóa sau có cơ hội làm đề tài này hoặc những đề tài tương tự thì có thể mở rộng đề tài với một số gợi ý như sau: Được tham quan, tìm hiểu kỹ về công nghệ sản xuất của nhà máy xí nghiệp với dây chuyền chiết rót, dập nắp, phân loại và đóng thùng sản phẩm của các nhà máy xí nghiệp như: dây chuyền sản xuất nước ngọt giải khát của công ty pepsi, Cocacola, dây chuyền sản xuất nước mắm của tập đoàn Masan, dây chuyền rót nước khoáng lavie của Nestle… đề tài có tính thực tiễn và sát với yêu cầu thực tế Khai thác thêm những tính năng ưu việt của phần mềm S7 và WinCC trong việc thiết kế mô phỏng cũng như thực tế. Nghiên cứu, tìm hiểu thêm một số phần mềm PLC và mô phỏng khác như PCS7của Siemens, Logix và Factory Talk của Allen Bradlry… Tiến hành phát triển xây dựng đề tài với mô hình thật. Tìm hiểu thêm mạng truyền thông công nghiệp và SCADA.
  • 45. 4.4 Mô hình sau khi đã hoàn thành Hình 4.0 Mặt trước của mô hình
  • 46. Hình 4.1 Mặt sau của mô hình 4.5 Mô hình thực tế ● Các thiết bị sử dụng để làm mạch thực tế a) Động cơ 1 chiều có giảm tốc Động cơ điện một chiều, như tên gọi cho thấy, sử dụng dòng điện một chiều. Động cơ một chiều được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt yêu cầu mô men khởi động cao hoặc yêu cầu tăng tốc êm ở một dải tốc độ rộng. + Động cơ một chiều, gồm ba thành phần chính sau:  Cực từ. Tương tác giữa hai từ trường tạo ra sự quay trong động cơ một chiều. Động cơ một chiều có các cực từ đứng yên và phần ứng (đặt trên
  • 47. các ổ đỡ) quay trong không gian giữa các cực từ. Một động cơ một chiều đơn giản có hai cực từ: cực bắc và cực nam. Các đường sức từ chạy theo khoảng mở từ cực bắc tới cực nam. Với những động cơ phức tạp và lớn hơn, có một hoặc vài nam châm điện. Những nam châm này được cấp điện từ bên ngoài và đóng vai trò hình thành cấu trúc từ trường.  Phần ứng. Khi có dòng điện đi qua, phần ứng sẽ trở thành một nam châm điện. Phần ứng, có dạng hình trụ, được nối với với trục ra để kéo tải. Với động cơ một chiều nhỏ, phần ứng quay trong từ trường do các cực tạo ra, cho đến khi cực bắc và cực nam của nam châm hoán đổi vị trí tương ứng với góc quay của phần ứng. Khi sự hoán đổi hoàn tất, dòng điện đảo chiều để xoay chiều các cực bắc và nam của phần ứng.  Cổ góp. Bộ phận này thường có ở động cơ một chiều. Cổ góp có tác dụng đảo chiều của dòng điện trong phần ứng. Cổ góp cũng hỗ trợ sự truyền điện giữa phần ứng và nguồn điện. + Hộp giảm tốc: Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi, thường đi kèm với động cơ máy khuấy, có 2 tác dụng chính:  Giảm tốc: Vì động cơ (theo chuẩn quốc tế) thường có tốc độ cao, trong khi nhu cầu sử dụng thực tế (tốc độ đầu ra) lại thấp, cho nên sẽ cần tới hộp giảm tốc để điều chỉnh vòng quay để được tốc độ như ý.  Tăng tải: Lắp hộp giảm tốc vào động cơ làm tăng moment xoắn, từ đó làm tăng khả năng tải trọng và độ khỏe của trục ra hộp giảm tốc. + Một đặc trưng nữa của hộp giảm tốc cần lưu ý đó là hộp giảm tốc chỉ điều chỉnh (giảm) xuống được một tốc độ quay nhất định, khác với biến tần có thể điều chỉnh cho trục ra nhiều tốc độ sử dụng khác nhau. + Tỉ số truyền: Tỉ số truyền là tỉ số biến thiên tốc độ giữa trục vào và trục ra của động cơ hộp giảm tốc, là đại lượng thể hiện sự biến thiên tốc độ của động cơ máy ban đầu với đầu ra động cơ (tốc độ sử dụng thực tế) thông qua bộ phận giảm tốc là hộp giảm tốc.
  • 48. Hình 4.2 Động cơ 1 chiều có giảm tốc Thống số kỹ thuật:  Điện áp định mức: 24VĐC.  Điện áp làm việc: 12V - 24VĐC.  Dòng điện khi không tải: 100mA.  Dòng điện khi có tải là: 500mA.  Tốc độ khi không tải:134 Vòng/phút.  Tốc độ khi có tải: 83 Vòng/phút.  Tỉ lệ giảm tốc:1/40.  Momen định mức: 7,5 kgf.cm.  Momen xoắn tối đa: 13 kgf.cm.  Công suất tiêu thụ: 12W. b) Bơm mini một chiều Sử dụng động 1 chiều để truyền động trực tiếp cho bơm, trục bơm nối trực tiếp với cánh quạt để hút nước lên.
  • 49. Hình 4.3 Bơm một chiều mini Thông số kỹ thuật:  Loại động cơ DC: 385  Điện áp sử dụng: 12VDC  Dòng điện sử dụng: 0.25A  Công suất: 3W  Lưu lượng bơm: 1,8L/1 phút  Áp suất nước: 0.3Mpa  Thời gian làm việc liên tục tối đa trong 1 ngày: Không quá 8h  Kích thước 86 x 46 x 46 mm c) Cảm biến tiệm cận Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc đơn giản là “PROX” tên tiếng anh là Proximity Sensors ) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm. Vận hành đáng tin cậy ngay cả trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: môi trường ngoài trời hoặc môi trường dầu mỡ)mm. Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy. Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao
  • 50. động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát. Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật. Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi. Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra. vật đã được phát hiện. Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến cảm ứng vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường. Ví dụ: dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hưởng đến sự vận hành của cảm biến. Hình 4.5 Hình ảnh thực tế của cảm biến Thông số kỹ thuật:  Khoảng cách điều chỉnh:0-30cm.  Điện áp làm việc: 6-36 VĐC.
  • 51.  Dạng tín hiệu ra: NPN Thường mở.  Môi trường làm việc: -40 - 70°C.  Dòng tiêu thụ: 8mA/12V, 15mA/24V.  Thời gian đáp ứng: 2.5ms  Dòng kích ngõ ra : 300mA (MAX)  Có bảo vệ ngắn mạch.  Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.  Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ.  Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L). + Sơ đồ đấu dây:  Dây nâu: VDD,VCC.  Dây xanh: GND.  Dây đen: Data. d) Van điện từ Van điện từ là một thiết bị cơ điện, hoạt động nhờ vào nguồn điện 24v hoặc 220v cấp vào van sinh ra dòng điện từ trường, kéo màng hút lên xuống, tạo ra hiện tượng đóng/mở của van điện từ. Van điện từ có 2 dạng là van điện từ thường mở và van điện từ thường đóng. Van điện từ thường mở là van luôn luôn ở trạng thái mở, khi nào cấp điện cho van, van sẽ đóng. Ngược lại van điện từ thường đóng là van luôn ở trạng thái đóng, khi nào cấp điện cho van, van sẽ mở ra. Hình 4.6 Van điện từ
  • 52. Cấu tạo của van điện từ gồm 2 phần chính là cuộn hút(cuộn coid điện) và thân van(nơi tiếp xúc dòng chảy).  Cuộn hút: Gồm vỏ cuộn hút, trục, cuộn dây đồng  Thân van: Có đầu ra, đầu vào, cửa van(nơi cho phép dòng chảy đi qua hay ngưng lại) Nguyên lý làm việc của van điện từ: Van điện từ hoạt động dựa vào nguồn điện cấp từ bên ngoài cho nó. Khi có nguồn điện cấp và cuộn coid điện, cuộn dây có điện và dòng điện chạy theo chiều vòng tròn của cuộn dây. Khi dòng điện chạy trong cuộn dây, nó đồng thời tương tác với trục van và sinh ra từ trường. Lực từ trường này đủ mạnh để thằng lò xo trên đầu trục van, kéo trục van lên trên. Trục van được gắn trực tiếp với màng van sẽ kéo màng van lên trên, cửa van được mở ra cho phép dòng lưu chất đi qua. Khi ngắt nguồn điện, luồng từ trường khi nãy sinh ra bị mất đi, lò xo lại đẩy trục van xuống, cửa van bị đóng lại hoàn toàn. Đối với van điện từ thường mở thì nguyên lý hoạt động tương tự nhưng ngược lại. Mời các bạn theo dõi video dưới đây để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của van điện từ. e) Xi lanh khí nén Xi lanh khí nén hay còn gọi là piston khí nén, xi lanh khí, pen hơi, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, tự động hóa như công nghiệp lắp giáp, chế biến gỗ, thực phẩm, dây chuyền đóng gói, chế tạo rô bốt, lắp giáp điện tử … Là thiết bị cơ học tạo ra lực, được cung cấp bởi khí nén.
  • 53. Hình 4.7 Xi lanh khí nén Xi lanh khí nén có cấu tạo gồm các thành phần: Thân trụ (Barrel) và Pít tông (Piston), trục pít tông (Piston rod), các lỗ cấp, thoát khí Cap-end port và Rod-end port. Cylinder Stroke (hành trình xa nhất mà piston rod có thể di chuyển): Được thiết kế tùy biến theo nhà sản xuất. Đơn vị khoảng 5mm, thông thường chỉ có 20, 25, 30 thì bạn có thể dùng loại 25 rồi đặt sensor hoặc lắp Stopper đảm bảo Stroke yêu cầu. Hoặc ngược lại, nên thiết kế lượng chạy phù hợp với tiêu chuẩn nhà máy. Hình 4.8 Nguyên lý làm việc của xy lanh khí nén Hoạt động bằng cách chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động năng qua đó chuyền tới thiết bị. Khi lượng khí nén đưa vào xy lanh tạo nên một áp xuất làm pít tông dịch chuyển theo hướng mong muốn. Hoạt động chung: Khi được kích thích, không khí nén vào thành ống với một đầu của piston và do đó
  • 54. sẽ chiếm không gian trong xy lanh. Lượng khí này lớn dần sẽ làm piston di chuyển, khi piston di chuyển sẽ sinh ra công và làm thiết bị bên ngoài hoạt động. f) Relay trung gian Rơ le trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm. Rơle trung gian còn gọi là rơ le kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Gọi là một công tắc vì rơ le có hai trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không. Hình 4.9 Relay trung gian + Cấu tạo của rơ le trung gian: Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch. + Nguyên lý hoạt động  Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.
  • 55.  Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le. g) Nút nhấn Nút nhấn hay là nút điều khiển là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điều khiển tín hiệu, liên động, bảo vệ… Nút nhấn dùng trong mạch điện một chiều điện áp đến 440 V và trong mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V. Nút nhấn là loại khí cụ điện kết hợp với một số thiết bị khí cụ điện khác như công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… đóng hay cắt mạch điện từ xa, để khởi động, dừng, đảo chiều quay động cơ điện, chuyển đổi, liên động mạch điều khiển tín hiệu. Nút nhấn thường đặt trên các bảng điện điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút nhấn thường được chế tạo để làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hóa chất và bụi. Hình 4.10 Nút nhấn Phân loại  Theo hình dạng bên ngoài nút nhấn được phân thành loại hở, loại kín, loại chống nước, chống bụi, chống nổ…  Theo chức năng có loại nút nhấn đơn, nút nhấn kép, loại nút nhấn thường hở, nút nhấn thường đóng…
  • 56.  Theo yêu cầu điều khiển chia ra loại 1 nút nhấn, 2 nút nhấn và 3 nút nhấn.  Theo kết cấu bên trong có loại nút nhấn có đèn và nút nhấn không có đèn
  • 57. KẾT LUẬN Sau một thới gian nghiên cứu và thực hiện đề tài với sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn tự động và đặc biệt là thầy Trần Đình Dũng , cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đầy đủ các công việc mà đề tài tốt nghiệp yêu cầu. Trong quá trình làm việc em đã tích lũy được một số kiến thức đế có thể nhanh chóng nắm bắt được những kiến thức cơ bản về PLC cũng như ứng dụng trong điều khiển để từ đó có thể nắm bắt được những công nghệ chiết rót và đóng nắp trong các nhà máy. Điều khiển tự động là một lĩnh vực mới mẻ đối với sinh viên, nên trong thời gian vừa qua mặc dù cố gắng hết sức để hoàn thành đề tài của mình song không thế tránh khỏi những thiếu sót. Em mong sự góp ý xây dựng của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, cùng các thầy ở viện Kỹ Thuật và Công Nghệ cũng như các bạn bè đã cộng tác, giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Trịnh Đình Đông
  • 58. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. “Mạng truyền thông công nghiệp” Hoàng Minh Sơn NXB KHKT 2005. 2. “Tự động hoá với S7-300 : Nguyễn Doãn Phước”, Phan Xuân Minh NXB KHKT, 2000. 3. Một số tạp chí tự dộng hoá ngày nay. 4. “Giáo trình PLC S7 - 300: Lý thuyết và ứng dụng” Nguyễn Xuân Quang. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật T.P Hồ Chí Minh, 2006 5. Trang Web http://www.profibus.com. http://www.siemens.com/wmcc http ://www.plcs.net www.webdien.com http://www. codientu.org http://www.dientuvietnam.net