Đề tài: Vận hành máy phát điện trong nhà máy thủy điện, HAY
Do an mo hinh bang tai va canh tay
1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
---------------o0o---------------
ĐỒ ÁN
MÔ HÌNH BĂNG TẢI VÀ CÁNH TAY PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM
GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
SVTH: LÊ ĐẶNG HẢI TRIỀU
MSSV: 1633708
TP. HỒ CHÍ MINH, 23 THÁNG 12 NĂM 2019
2. Lời cảm ơn GVHD:
i
LỜI CẢM ƠN
Lời cám ơn đầu tiên được gửi đền thầy TS. Trần Ngọc Huy, giảng viên trường đại học
Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, bộ mộn tử động hóa. Người đã hướng dẫn trực tiếp cũng như
luôn theo sát quá trình làm Đồ Án của em.
Em gửi lời cám ơn đến quý thầy cô bộ môn khoa điện-điện tử đã giúp em rất nhiều
trong việc giúp em trả lời các thắc mắc trong suốt quá trình làm Đồ Án và cũng như cung cấp
cho em các kiến thức cơ bản để hoàn thành sản phẩm.
Xin được gửi lời cám ơn đến những người trực tiếp cũng như đã gián tiếp giúp đỡ em
trong thời gian vừa qua nhất là cơ sở vật chất tại Trung tâm Nghiên cứu và Đào tạo Tự động
hóa SISTRAIN. Các bạn trong nhóm làm chung và gia đình đã ủng hộ em trong suốt quá trình
làm vừa qua.
Mong được sự hướng dẫn và góp ý cải tiến nêu có những sai sót. Em xin chân thành
cám ơn và lắng nghe mọi ý kiến.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm .
Sinh viên
3. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án này trình bày về một hệ thống phân loại và đưa sản phẩm về khu vực được yêu cầu,
gồm băng tải và cánh tay cả hai đều được điều khiển trực tiếp và gián tiếp thông qua PLC S7-
1200. Khi sản phẩm được đưa lên băng tải sẽ di chuyển tới cảm biến kim loại và cảm biến
khoảng cách để xác định vật nếu đúng sẽ được xylanh phân loại vào khay, nếu không sẽ tiếp
tục được cảm biến điện dung nhận diện, nếu đúng sẽ được đưa vào khay nhờ xylanh và tiếp
tục được được cảm biến phân biệt độ trong suốt của sản phẩm đọc tín hiểu về PLC. Sau khi
phân loại sẽ được cánh tay gắp các phôi sản phẩm có trong các khay và đưa về kho chứa.
Công việc sẽ lặp đi lặp lại cho đến khi băng chuyền dừng hoạt động.
4. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
iii
MỤC LỤC
1. GIỚI THIỆU........................................................................................................................1
1.1 Tổng quan ....................................................................................................................1
1.2 Nhiệm vụ đề tài............................................................................................................1
1.3 Phân chia công việc trong nhóm..................................................................................2
2. LÝ THUYẾT.......................................................................................................................2
2.1 CẢM BIẾN ..................................................................................................................2
2.1.1 Cảm biến tiệm cận cảm ứng IG6616. ...................................................................2
2.1.2 Cảm biến điện dung KI6000.................................................................................2
2.1.3 Cảm Biến Quang Phát Xạ OGP282......................................................................3
2.1.4 Cảm Biến Khoảng Cách OGD592........................................................................4
2.1.5 IO-Link Master AL1102.......................................................................................4
2.2 Động Cơ Bước 57hs5630a4d8.....................................................................................5
2.3 Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước TB6600 4.0A 9~42VDC.......................................6
2.4 PLC S7-1200................................................................................................................7
2.5 Van Điện Từ Khí Nén................................................................................................11
3. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG ...................................................................13
3.1 Yêu cầu thiết kế..........................................................................................................13
3.1.1 Các yêu cầu đặt ra và chi tiết kỹ thuật. ...............................................................13
3.2 Phân tích thiết kế........................................................................................................17
3.2.1 Phân bố các các Module và thiết bị. ...................................................................17
3.2.2 Chi tiết các khu đươc phân bố. ...........................................................................17
4. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM (NẾU CÓ)...................................................20
4.1 Yêu cầu đặt ra cho phần mền.....................................................................................20
4.2 Đã thực hiện...............................................................................................................21
5. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ...................................................................................................21
6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.........................................................................23
6.1 Kết luận......................................................................................................................23
6.2 Hướng phát triển........................................................................................................23
7. TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................23
5. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
iv
DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA
Hình 1 Cảm biến tiệm cận cảm ứng IG6616 .............................................................................2
Hình 2 Cảm biến điện dung KI6000..........................................................................................3
Hình 3 Cảm Biến Quang Phát Xạ OGP282...............................................................................3
Hình 4 Cảm Biến Khoảng Cách OGD592.................................................................................4
Hình 5 IO-Link Master AL1102................................................................................................5
Hình 6 Động Cơ Bước 57hs5630a4d8.......................................................................................5
Hình 7 Sơ đồ hoạt động của động cơ.........................................................................................6
Hình 8 Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước TB6600 4.0A 9~42VDC.........................................6
Hình 9 Bộ lặp trình PLC S7-1200 .............................................................................................8
Hình 10 Các module mở rộng c ho S7-1200 .............................................................................9
Hình 11 Các loại cơ cấu tác động của van điện từ khí nén......................................................11
Hình 12 Cấu tạo van điện từ khí nén.......................................................................................11
Hình 13 Ứng dụng của van điện từ khí nén.............................................................................12
Hình 14 Van điện từ khí nén loại đơn......................................................................................12
Hình 15 Van điện từ khí nén loại cụm.....................................................................................13
Hình 16 Băng chuyền và dộng cơ............................................................................................13
Hình 17 Module cánh tay ........................................................................................................14
Hình 18 Băng chuyền và xylanh đẩy.......................................................................................15
Hình 19 Module van khí..........................................................................................................16
Hình 20 Module relay và công tắc nguồn................................................................................16
Hình 21 Mặt bằng nằm của hệ thống.......................................................................................17
Hình 22 Mặt bằng đứng trước của hệ thống............................................................................18
Hình 23 Mặt bằng đứng sau của hệ thống...............................................................................19
Hình 24 Mặt bằng đứng sau của hệ thống...............................................................................20
Hình 25 Kết quả thi công.........................................................................................................21
Hình 26 Kết quả thi công.........................................................................................................22
Hình 27 Kết quả thi công.........................................................................................................22
6. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
v
DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 1 Thông số cảm biến tiệm cận cảm ứng IG6616.......................................................................2
Bảng 2 Thông số cảm biến điện dungKI6000................................................................................... 3
Bảng 3 Thông số cảm biến quang phát xạ OGP282........................................................................... 3
Bảng 4 Thông số cảm biến khoảng cách OGD592............................................................................. 4
Bảng 5 Thông số IO-Link Master AL1102 ......................................................................................... 5
Bảng 6 Thông số động cơ bước......................................................................................................6
Bảng 7 Thông số cơ bản của các dòng PLC S7-1200.......................................................................... 9
Bảng 8 Các loại module mở rộng.................................................................................................. 11
7. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
1
1. GIỚI THIỆU
1.1 Tổng quan
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học thì kéo theo đó là những cải
tiến không ngừng nghỉ của máy móc để nâng cao chất lượng sống và tăng hiệu quả làm
việc. Việc áp dụng các khoa học kỹ thuật trong nhà máy xí nghiệp, thông qua quá trình tự
động hóa đang chiếm ưu thế bởi độ tin cậy và năng suất.
Để đạt được quá trình tự động hóa và áp dụng trong các nhà máy, việc nghiên cứu
trước là việc cần thiết. Để kết nối các bộ phận của một hệ thống cần rất nhiều thời gian
nghiên cứu để đưa ra giải pháp tối ưu nhất.
Mục đích của Đồ Án này là để hiểu được cách truyền thông từ cảm biến và động cơ
bước đến PLC để lấy thông tin, PLC sẽ xử lý sau đó xuất các tín hiệu ra các động cơ, van khí,
xy lanh khí. Một băng chuyền chuyển động cùng với sản phẩm trên đó sẽ được phân loại qua
từng cảm biến. Từ đó cánh tay sẽ có nhiệm vụ cho sản phẩm vào kho. Xuất dữ liệu lên màn
hình về các thông số có được về số lượng sản phẩm từng loại, trạng thái hoạt động của hệ
thống. tốc độ của băng chuyền.
1.2 Nhiệm vụ đề tài
Yêu cầu được đặt ra. Khi băng chuyền chuyển động có vật thì sẽ nhận biết được tính
kim loại, phi kim, chiều cao và độ trong suốt. Trong suốt quá trình sản phẩm sẽ được phân
loại qua từng ngăn khác nhau. Từ đó cánh tay sẽ đem sản phẩm vào trong kho được cố định
sẵn.
Để nhận biết được sản phẩm cần sử dụng đến các cảm biến tiệm cận cảm ứng, cảm
biến tiệm cận điện dung, cảm biến quang phát xạ, cảm biến khoảng cách, các cảm biến trên
sẽ được kết nối tới IO-Link master giao tiếp PROFINET tới PLC. Dưới cánh tay có gắn đông
cơ bước để điều khiển vị trí chính xác cũng như hồi tiếp vị trí hiện tại, thông qua mạch điều
khiển động cơ bước truyền tín hiệu đến PLC là ngược lại. Cánh tay được kích nâng hạ xoay
cũng như gắp thả bằng khí nén, sử dụng van khí để điều khiển, các van khí được điều khiển
gián tiếp tới PLC thông qua các Relay. Băng chuyền truyền động bởi Motor AC kết nối trực
tiếp đến biến tần điều chỉnh tốc độ, biến tần được điều khiển bởi PLC .Màn hình hiển thị
HMI sẽ cho thấy các thông số của hệ thống, và điều khiển tay được các bộ phận đầu ra ở chế
độ bằng tay.
8. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
2
Việc sử dụng PLC S7-1200 làm nơi thu xuất tín hiểu và xử lý. Tất cả điều được lập
trình trên TIA Portal V15.
1.3 Phân chia công việc trong nhóm
Em nhận nhiệm vụ tìm kiếm thông tin về các cảm biến cách hoạt đông, chức năng và
truyền nhận dữ liệu thông qua IO-Link master. Truyền nhận dữ liệu của động cơ qua bộ điều
khiển đông cơ bước. Các truyền dữ liệu đến PLC cho cả hai.
2. LÝ THUYẾT
2.1 CẢM BIẾN
2.1.1 Cảm biến tiệm cận cảm ứng IG6616.
Hình 1 Cảm biến tiệm cận cảm ứng IG6616
STT Tính Năng Hoạt Động
1 Điện áp hoạt động [V] 10 ... 30 DC
2 Dòng điện tiêu thụ [mA] 10
3 Phạm vi giám sát 1.3...13
4 Kiểu thiết kế đầu ra PNP/NPN PNP/NPN
5 Phương thức giao tiếp IO-Link
6 Kích thước [mm] M18 x 1 / L = 60
Bảng 1 Thông số cảm biến tiệm cận cảm ứng IG6616
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ
phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa 13mm và gặp vật thể thì nó sẽ
phát tín hiệu truyền về bộ xử lý. Cảm ứng từ loại có bảo vệ (Shielded): Từ trường
được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên
khoảng cách đo ngắn đi.
2.1.2 Cảm biến điện dung KI6000.
9. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
3
Hình 2 Cảm biến điện dung KI6000
STT Tính Năng Hoạt Động
1 Điện áp hoạt động [V] 10 ... 30 DC
2 Dòng điện tiêu thụ [mA] <22
3 Kiểu thiết kế đầu ra PNP/NPN PNP
4 Tầm hoạt động [mm] 0,5 ... 40
5 Phương thức giao tiếp IO-Link
6 Kích thước [mm] M30 x 1,5 / L = 92
Bảng 2 Thông số cảm biến điện dung KI6000
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến tiệm cận sẽ phát ra một vùng điện dung. Khi có vật tiếp
xúc vào vùng điện từ hoặc điện dung của cảm biến, chúng sẽ làm thay đổi nó, mạch dao
động bên trong cảm biến sẽ phát hiện ra vật và xuất dữ liệu thông qua bộ mạch tín hiệu đầu
ra.
2.1.3 Cám biến quang phát xạ OGP282.
Hình 3 Cảm Biến Quang Phát Xạ OGP282
STT Tính Năng Hoạt Động
1 Điện áp hoạt động [V] 10 ... 30 DC
2 Dòng điện tiêu thụ [mA] 25
3 Kiểu thiết kế đầu ra PNP/NPN NPN
4 Tầm hoạt động [m] 0,1 ... 4
5 Phương thức giao tiếp IO-Link
6 Loại ánh sáng Màu đỏ
Bảng 3 Thông số cảm biến quang phát xạ OGP282
10. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
4
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến quang phản xạ gương gồm hai thành phân chính
đó là bộ phận phát-thu và gương phản xạ. Bộ phận phát sẽ phát ra ánh sáng hồng
ngoại và truyền thẳng, ánh sáng hồng ngoại này đã được mã hóa theo một tần số
nhất định mục đích nhằm tránh ảnh hưởng của các nguồn sáng xung quanh. Nếu
có vật đi qua và ngắt ánh sáng truyền đến bộ phận thu thì bộ phận thu sẽ không
nhận được ánh sáng hay nhận không đủ khi vật trong suốt từ bộ phận phát, lúc này
bộ phận thu sẽ có tín hiệu tác động ở ngõ ra.
2.1.4 Cảm biến khoảng cách OGD592.
Hình 4 Cảm Biến Khoảng Cách OGD592
STT Tính Năng Hoạt Động
1 Điện áp hoạt động [V] 10 ... 30 DC
2 Dòng điện tiêu thụ [mA] <75
3 Kiểu thiết kế đầu ra PNP/NPN PNP
4 Tầm hoạt động [m] 0,025 ... 0,3
5 Phương thức giao tiếp IO-Link
6 Loại ánh sáng Màu đỏ
7 Kích thướt [mm] 61,7 x 22,5 x 45,2
Bảng 4 Thông số cảm biến khoảng cách OGD592
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng bước sóng để xác định khoảng cách từ vị trí bắn
tia đến một điểm nào đó mà cần đo. Bằng sự phản hồi tia laser khi chiếu đến một
vật cản, máy có khả năng công dồn khoảng cách, đo góc lệch. Tín hiệu sẽ được
gửi tới ngõ ra.
2.1.5 IO-Link Master AL1102.
11. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
5
Hình 5 IO-Link Master AL1102
STT Tính Năng Hoạt Động
1 Điện áp hoạt động [V] 20 ... 30 DC
2 Dòng điện tiêu thụ [mA] 300 ... 3900
3 Số lượng đầu cảm biến 8
4 Phương thức giao tiếp Ethernet; Liên kết IO
Bảng 5 Thông số IO-Link Master AL1102
2.2 Động Cơ Bước 57hs5630a4d8.
Hình 6 Động Cơ Bước 57hs5630a4d8
12. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
6
STT Tính Năng Hoạt Động
1 Điện áp hoạt động [V] 24 … 50 DC
2 Dòng điện tiêu thụ [A] 3
3 Góc/bước 1.8˚/step
4 Dây kết nối 4 (đen-xanh lá, đỏ-
xanh dương)
Bảng 6 Thông số động cơ bước
Hình 7 Sơ đồ hoạt động của động cơ
Nguyên lý hoạt động của động cơ bước nam châm vĩnh cửu có 2 cặp cuộn pha
được trình bày ở hình: Ban đầu vị trí của stato và roto đang ở phase 1a. Khi cấp
điện cho 2 cuộn dây pha 2a và 2b trong 2 cuộn sẽ xuất hiện cực tính. Do cực tính
của cuộn dây pha và roto ngược nhau dẫn đến roto chuyển động đến vị trí như
hình phase 2a on. Khi cuộn dây pha 2a và 2b ngắt điện cuộn dây 1b và 1a được
cấp điện thì roto lại chuyển động đến vị trí như hình phase 1b on.
2.3 Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước TB6600 4.0A 9~42VDC.
Hình 8 Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước TB6600 4.0A 9~42VDC
Cài đặt và ghép nối:
DC+: Nối với nguồn điện từ 9 – 40VDC
13. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
7
DC- : Điện áp (-) âm của nguồn
A+ và A -: Nối vào cặp cuộn dây của động cơ bước
B+ và B- : Nối với cặp cuộn dây còn lại của động cơ
PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) từ BOB cho M6600
(chân phát xung nối chung)
PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-) từ BOB cho M6600
(chân phát xung tạo tín hiệu)
DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) từ BOB cho M6600
(chân phát hướng)
DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) từ BOB cho M6600
(chân phát hướng chọn chiều quay cho động cơ bước)
DIR : muốn ngược chiều cấp DIR – ngược lại , khi DIR + là chân chung.
ENA+ và ENA -: khi cấp tín hiệu cho cặp này động cơ sẽ không có lực
momen giữ và quay nữa
2.4 PLC S7-1200
Bộ điều khiển logic khả trình ( PLC ) S7 - 1200 mang lại tính linh hoạt và sức
mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự
động . Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn , cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ
đã khiến cho S7 - 1200 trở thành một giải pháp hoản hảo dành cho việc điều
khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau .
Kết hợp một bộ vi xử lý . một bộ nguồn tích hợp , các mạch ngõ vào và mạch
ngõ ra trong một kết cấu thu gọn , CPU trong s7 - 1200 đã tạo ra một PLC mạnh
mẽ .
CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET .
Các module truyền thông là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232
hay RS485 .
14. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
8
Chức năng CPU 1211C CPU 1212C CPU1214C CPU1215C
Kích thước vật
lý
90x100x75 110x100x75 130x100x75
Bộ nhớ làm
việc
Bộ nhớ nạp
Bộ nhớ giữ lại
30kB
1MB
10kB
50kB
1MB
10kB
75kB
4MB
10kB
100kB
4MB
10kB
I/O tích hợp
cục bộ
6DI, 4DO,
2AI
0-10VDC
8DI, 6DO,
2AI
0-10VDC
14DI, 10DO,
2AI 0-10VDC
14DI, 10DO,
2AI 0-10VDC
2AO 0-20mA
Kích thước ảnh
tiến trình
1024 byte ngõ vào và 1024 byte ngõ ra
Bộ nhớ bit 4096 byte 8192 byte
Độ mở rộng
module
không 2 8 8
Bảng tín hiệu 1
Các module
truyền thông
3 ( mở rộng bên trái )
1 2
4
5
3
5
6
1. Bộ cung cấp nguồn
và các ngõ vào
Digital.
2. Ngõ vào Analog
3. Ngõ ra dạng DC
4. Khe cắm thẻ nhớ
5. Ngõ kết nối với các
module mở rộng ,
module truyền
thông.
6. Khe kết nối với các
Hình 9Hình 9 Bộ lặp trình PLC S7-1200
15. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
9
Các bộ đếm tốc
độ cao:
Đơn pha
Vuông pha
3
3 tại 100kHz
3 tại 80kHz
4
3 tại 100kHz
1 tại 30kHz
3 tại 80kHz
1 tại 20kHz
6
3 tại 100kHz
3 tại 30kHz
3 tại 80kHz
3 tại 20kHz
Các ngõ ra
xung
4
Thẻ nhớ Thẻ nhớ Simatic
Thời gian lưu
trữ đồng hồ
thời gian thực
Thông thường 10 ngày / ít nhất 6 ngày tại 400C
PROFINET 1 cổng 2 cổng
Tốc độ thực thi
tính toán
2.3 µs/lệnh
Tốc độ thực thi
Boolean
0.08 µs/lệnh
Bảng 7 Thông số cơ bản của các dòng PLC S7-1200
Dòng S7-1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu
mở rộng dung lương của CPU , người dùng có thể lắp đặt thêm các module
truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.
Hình 10 Các module mở rộng c ho S7-1200
16. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
10
Loại module Mô tả
-CPU hỗ trợ 1 board cắm mở rộng:
+ Một Signal Board (SB) cung cấp
bổ sung I / O cho CPU , SB kết nối ở
mặt trước của CPU.
+ Một Communication Board (CB) cho
phép thêm cổng giao tiếp với CPU.
+ Một Battery Board (BB) cung cấp bản
backup dài hạn đồng hồ thời gian thực.
1 : Led trạng thái
2: Cổng kết nối
- Mô-đun tín hiệu (SM) thêm chức năng
bổ sung cho CPU.
- SM kết nối với phía bên phải của CPU.
+ I / O kỹ thuật số
+ I / O tương tự
+ RTD và cặp nhiệt điện ( thermocouple
)
- Module truyền thông (CM) và bộ xử lý
truyền thông (CP) thêm tùy chọn kết nối
cho CPU, chẳng hạn như: PROFIBUS
hoặc RS232 / RS485 kết nối (cho PtP,
Modbus hoặc USS) hoặc AS-i master.
CP cung cấp khả năng cho các loại giao
tiếp khác, chẳng hạn như kết nối CPU
qua mạng GPRS.
- CPU hỗ trợ tối đa 3 CM hoặc CP
- Mỗi CM hoặc CP kết nối phía bên trái
của CPU (hoặc đến bên trái của CM
hoặc CP khác)
17. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
11
Bảng 8 Các loại module mở rộng
2.5 Van Điện Từ Khí Nén
Nguyên lí hoạt động : khi có tín hiệu ở đầu cuộn dây solenoid thì van sẽ đảo
trạng thái
Các phần tử điều khiển và chuyển đổi tín hiệu:
Hình 11 Các loại cơ cấu tác động của van điện từ khí nén
Van điện từ 5/2 ( 5 cửa 2 trạng thái ):
+ Kí hiệu:
Cấu tạo của van:
Hình 12 Cấu tạo van điện từ khí nén
18. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
12
1. Đầu solenoid
2. Piston
3. Ống piston với 2 đầu được đóng kín bằng cao su
4. Thân van
5. Đầu đảo chiều
6. Các ngõ khí
7. Chỉ số áp suất
8. Nút điều khiển bằng tay
9. Đầu tín hiệu điều khiển
Ứng dụng:
- Van điện từ 5/2 dùng để điều khiển piston
- Khi tác động , cuộn dây có điện , van đảo trạng thái , trạng thái khí trong
piston cũng đổi làm piston đổi trạng thái hoạt động.
Hình 13 Ứng dụng của van điện từ khí nén
Các loại van điện từ sử dụng trong mô hình:
Hình 14 Van điện từ khí nén loại đơn
19. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
13
Hình 15 Van điện từ khí nén loại cụm
3. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG
3.1 Yêu cầu thiết kế.
3.1.1 Các yêu cầu đặt ra và chi tiết kỹ thuật.
- Bằng chuyền: lắp đặt động cơ AC kết nối băng chuyền.
o Hình ảnh thực tế.
Hình 16 Băng chuyền và dộng cơ.
- Module cánh tay: lặp đặt xylanh nâng kết nối xylanh xoay và xilanh kẹp hai
bên.
o Hình ảnh thực tế.
20. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
14
Hình 17 Module cánh tay
- Module cảm biến trên băng chuyền và xylanh đẩy sản phẩm lắp bên cạnh và
bên trên của băng chuyền.
21. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
15
o Hình ảnh thực tế.
Hình 18 Băng chuyền và xylanh đẩy
- Module van khí: kết nối tới relay
o Hình ảnh thực tế.
22. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
16
Hình 19 Module van khí
- Module relay và công tắc nguồn:
o Hình ảnh thực tế
Hình 20 Module relay và công tắc nguồn
23. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
17
3.2 Phân tích thiết kế
3.2.1 Phân bố các các Module và thiết bị.
- Trên bề mặt bằng nằm thiết kế vị trí cho các linh kiện: hai thanh ray
trượt tròn của cánh tay, băng chuyền, Motor AC, Module van khí nén,
kho chứa vật, đường máng đi dây điện và khí, màng hình hiện thị HMI.
- Trên bề mặt đứng thiết kế vị trí cho các linh kiện: IO-Link, Module
relay, Hud mạng internet, nguồn 12v, van điều chỉnh áp, đường máng
đi dây điện
3.2.2 Chi tiết các khu đươc phân bố.
3.2.2.1 Mặt bằng nằm của hệ thống.
Hình 21 Mặt bằng nằm của hệ thống
Chú thích:
1: Khu các nút nhấn khẩn cấp star, stop, khẩn cấp và đèn báo.
2: Khu các van khí, truyền khí tới cánh tay đề điều khiển.
3: Khu vực cánh tay.
24. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
18
4: Khu vực băng tải các cảm biến và xylanh.
5: Khu kho chứa.
3.2.2.2 Mặt bằng đứng của hệ thống.
3.2.2.2.1 Mặt trước:
Hình 22 Mặt bằng đứng trước của hệ thống
Chú thích:
1: Biến tần, điều khiển tốc độ băng tải.
2: IO-Link master, kết nối các cảm biến.
3: HMI, hiện thị thông số.
25. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
19
3.2.2.2.2 Mặt sau:
Hình 23 Mặt bằng đứng sau của hệ thống
Chú thích:
1: Module Relay, điều khiển các van khí.
2: Công tắc nguồn, biến tần và cảm biến.
26. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
20
Hình 24 Mặt bằng đứng sau của hệ thống
Chú thích:
1: Van điều chỉnh khí, luôn giúp cho khí ổn định.
2: Module Internet, truyền tín hiệu từ IO-link master về PLC.
3: Nguồn 24v, nuôi các relay.
4: Điều khiển động cơ bước.
4. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM
4.1 Yêu cầu đặt ra cho phần mền.
o Phần mềm TIA Portal V15
Hiểu về PLC s7-1200.
Lập trình trên Tia Portal v15
Cách đấu nối chân các tìm hiểu các ngỏ vào và ra của thiết bị.s
o Các cổng kết nối ngỏ vào:
Ethernet kết nối IO-Link master.
Tín hiệu khích từ nút nhấn
o Các cổng kết nối ngỏ ra:
2 cổng kết nối động cơ bước.
27. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
21
Các cổng kết nối van khi cho cánh tay.
Kết nối HMI
Cổng kích cho biến tần.
4.2 Đã thực hiện
Phần mền đã kết nối được các cảm biến.
Kết nối và hiện thị được HMI.
Sử dụng cổng kích cho van khí.
Điều khiển bộ điều khiển động cơ bước.
5. KẾT QUẢ THỰC HIỆN
Hình 25 Kết quả thi công
28. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
22
Hình 26 Kết quả thi công
Hình 27 Kết quả thi công
29. Đồ án môn học GVHD: TS. TRẦN NGỌC HUY
23
6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1 Kết luận
Từ những gì làm được điều rút ra được sau khi hoàn thành đồ án, quang trọng nhất vẫn
là việc phân bố thời gian và công việc cho từng cá nhân. Lúc đầu việc chưa nhiều nên đã củ
quan một phần, dẫn về sau đã thấy được các khối lượng công việc nhiều hơn. Những vẫn kịp
tiếp độ tuy hơi vất vã. Việc lên kế hoạch chi tiết đã giúp đưa ra được các hướng đúng đắn về
những gì sắp làm và tiết kiệm rất nhiều thời gian.
6.2 Hướng phát triển
Hướng phát triển trong tương lai nên có giám sát từ xa qua mạng internet. Thêm các
tính năng như xuất sản phẩm ngược lại từ kho lên băng chuyền.
7. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] NGUYỄN CAO MINH “MÔ HÌNH CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ
ĐỘNG” 2019.
[2] Tài liệu tham khảo trên Internet:
http://www.plcvietnam.com.vn
http://www.support.automation.siemens.com
https://www.alldatasheet.com
http://www.dientuvietnam.net
https://www.ifm.com/