LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay HMI không còn quá xa lạ với chúng ta, đặc biệt trong công nghiệp nó đóng vai trò vô cùng quan trọng trong phần giao tiếp giữa người và máy. Nó được ra đời rất sớm, nhằm đáp ứng các nhu cầu thiết yếu trong đời sống con người và đặc biệt là trong quá trình sản xuất. Các công nghệ màn hình HMI đã phát triển mạnh và nó đã giải quyết được nhiều vấn đề mà một người bình thường khó có thể làm được hết. Những tính năng cao cấp được trang bị, những công nghệ số hóa tiên tiến được ứng dụng, tất cả đã góp phần tạo nên sự năng động cho ngành công nghiệp sản xuất hiện đại.
Song song với đó công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày càng rất cao vào trong đời sống sinh hoạt và sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ). Mặt khác nhờ các công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng đã sản xuất ra loại thiết bị điều khiển, lập trình PLC. Để thức hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC và thông qua HMI để điều khiển, giám sát. Dây truyền sản xuất tự động góp phần giảm sức lao động của công nhân sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp nhu cầu cho đời sống xã hội.
Bên cạnh đó PLC được ra đời sớm và ngày càng phát triển với những tính năng ưu việt. Từ khi PLC ra đời nó đã thay thế hầu hết các phương pháp cũ, nhờ có khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa cào những tập lệnh logic đơn giản.
Để tìm hiểu sâu hơn và áp dụng PLC vào thực tế thì nhóm chúng em đã chọn đề tài là : “Thiết kế thi công kit màn hình HMI–Siemens” để nghiên cứu và chế tạo mô hình cho đồ án Cơ điện Tử. Ngoài ra với sự hiểu biết hạn hẹp nên em mong được sự chỉ dạy, giúp đở của giáo viên để chúng em có thể hoàn thành đồ án này tốt hơn.
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
PLC: Programmable Logic Controller.
NPN: “N” (Negative), “P” (Positive), kết nối NPN được gọi là Sinking.
PNP: “N” (Negative), “P” (Positive), kết nối PNP được gọi là Sourcing.
MPS: Master Production Scheduling.
PCS: Personal Communication Service. CB: Circuit Breaker.
CNC: Computer Numerical Control.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.. 1
1.1: Tổng quan về đề tài nghiên cứu:1
1.1.1: Giới thiệu chung hệ thống tự động hóa:1
1.1.2:Giới thiệu chung về kit màn hình HMI:2
1.1.3: Giới thiệu chung về PLCS7-1200:3
1.2: Mục đích làm đề tài:5
1.3: Mục đích nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu:5
1.3.1: Mục đích nghiên cứu:5
1.3.2: Đối tượng nghiên cứu:5
1.4: Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn đề tài:6
1.4.1: Nhiệm vụ:6
1.4.2: Giới hạn đề tài:6
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.. 7
2.1: Tính toán lựa chọn thiết bị cơ khí:7
2.1.1: Tính toán lựa chọn tủ điện:7
2.1.2: Tính toán khung đỡ trạm:7
2.2: Tính toán thiết bị điện. Tính toán PLC S7-1200:7
2.2.1: Tính toán PLC S7-1200:8
2.2.2: Tính toán lựa chọn màn hình HMI:8
2.2.3: Tính toán thiết bị điện:8
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ. 9
3.1: Tổng quan về HMI:9
3.1.1: HMI là gì?. 9
3.1.2: Phân loại HMI:9
3.1.3: Cấu tạo của HMI:9
3.1.4: Chức năng của HMI:10
3.1.5:Ứng dụng của HMI:10
3.1.6: Nguyên lý hoạt động:10
3.1.7: Một số hãng sãn xuất HMI:10
3.1.8: Tổng quan về hãng Siemens:11
3.1.9: Màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC:11
3.2: Tổng quan về CB/MCB:13
- 2.1: CB là gì:13
- 2.2: Ứng dụng của CB trong cuộc sống hiện nay:14
- 2.3: Tính năng của CB:14
- 2.4: Cấu tạo CB:14
- 2.5 Nguyên lý hoạt động:15
3.3: Tổng quan về nguồn 24V:16
- 3.1 Ứng dụng của nguồn 24V trong cuộc sống hiện nay:16
- 3.2: Cấu tạo nguồn 24V:17
- 3.3: Nguyên lý hoạt động:18
- 3.4: Thông số kỹ thuật nguồn 24VDC Mean Well:18
3.4: Tổng quan về Switch:19
- 4.1: Chức năng của switch:19
- 4.2: Tiêu chí chọn switch:19
- 4.3: Nguyên lý hoạt động:20
- 4.4: Thông số kỹ thuật Switch TXE173:21
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.. 22
4.1: Sơ đồ khối hệ thống điện:22
4.2: Chọn thiết bị:23
4.2.1: PLC S7-1200 (6ES7 214-1HG40-0XB0):23
4.2.2: Cảm biến điện dung (AutonicsCR18-8DN):24
4.2.3: Cảm biến quang phản xạ gương Autonics(BMS2M-MDT):24
4.2.4: Cảm biến quang phản xạ khuếch tán PEPPERL+FUCHS(OPT200- 18GM60-E5):26
4.2.5: Cảm biến vị trí ( TR-0025/TR25):26
4.2.6: Cảm biến từ SMCD-M9N:27
4.2.7: Bộ nguồn 24 VDC Meanwell:28
4.2.8: Terminal:29
4.2.9: Công tắc tổng (CB nguồnBK63):29
4.2.10: Nút nhấn, đèn báo, nút emergency, công tắc xoay 2 vị trí:30
4.2.11: Cụm van 5/2 (SY3120-5LZ-C4):31
4.2.12: Van 5/3 ( SY3320-5MZ-C5):31
4.2.13: Cầu chì:32
4.2.14: Mạch giảm ápLM2596:33
4.2.15: Mạch chuyển đổi PNP sangNPN:33
4.2.16: Jack bắp chuối đầu cái 4 mm:34
4.2.17: Nguồn tổ ong 24V 15A:35
4.2.18: Jack cắm nguồn có cầu chì và công tắc AC-01A:36
4.2.19: Dây cáp USB 2.0 nối dài đầu đực đầu cái bắt vít 0.5M:36
4.2.20: Màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC- 6AV2123-2GB03-0AX0:37
4.2.21: Switch TXE173:38
4.3: Thiết kế chương trình điều khiển:39
4.3.1: Khai báo địa chỉI/O:39
4.3.2: Lưu đồ giải thuật:41
4.3.3: Chương trình điều khiển:43
4.4: Thiết kế màn hình HMI-Siemens:45
4.5: Đánh giá đề tài:45
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN.. 46
5.1: Những việc đã làm được:46
5.2: Những hạn chế còn tồn tại:46
TÀI LIỆU THAM KHẢO... 47
PHỤ LỤC 1: BẢN VẼ CƠ KHÍ. 48
PHỤ LỤC 2: BẢN VẼ ĐIỆN.. 55
PHỤ LỤC 3: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN.. 61
PHỤ LỤC 4: CÁC BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN TRẠM... 68
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Phần mềm Tia portal3
Hình 2: PLC S7-1200. 4
Hình 3: Phần mềm lập trình cho PLC.. 5
Hình 4: Tủ điện nhựa chống thấm IP67. 7
Hình 5: Khung đỡ trạm.. 7
Hình 6: PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/RL. 8
Hình 7: Màn hình HMI Siemens KTP700. 8
Hình 8: Màn Hình SIMATIC HMI KTP700 Basic (mặt trước)12
Hình 9: Màn Hình SIMATIC HMI KTP700 Basic (mặt sau)13
Hình 10: Màn Hình SIMATIC HMI KTP700 Basic (mặt sườn)13
Hình 11: Cấu tạo CB.. 15
Hình 12: Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại16
Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp. 16
Hình 14: Cấu tạo nguồn 24V.. 17
Hình 15: Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn. 18
Hình 16: Chức năng của Switch. 19
Hình 17: PLC Siemens S7-1200. 23
Hình 18: Cảm biến điện dung (Autonics CR18-8 DN)24
Hình 19: Cảm biến quang phản xạ gương Autonics (BMS2M-MDT)25
Hình 20: Cảm biến quang phản xạ khuếch tán PEPPERL+FUCHS (OPT200-18GM60 E5)26
Hình 21: Cảm biến độ cao. 27
Hình 22: Cảm biến từ SMC D-M9N.. 27
Hình 23: Bộ nguồn 24 VDC Meanwell28
Hình 24: Terminal29
Hình 25: Công tắc tổng (CB nguồn BK63)30
Hình 26: Nút nhấn, công tắc gạt, đèn. 30
Hình 27: Cụm van 5/2 (SY3120)-5LZ-C4)31
Hình 28: Van 5/3 ( SY3320-5MZ-C5)32
Hình 29: Cầu chì32
Hình 30: Mạch giảm áp LM2596. 33
Hình 31: Mạch chuyển đổi PNP sang NPN.. 34
Hình 32: Ổ cắm bắp chuối đầu cái 4mm.. 34
Hình 33: Nguồn tổ ong 24V 15A.. 35
Hình 34: Jack cắm nguồn có cầu chì và công tắc AC-01A.. 36
Hình 35: Dây cáp USB 2.0 nối dài đầu đực đầu cái bắt vít 0.5M.. 37
Hình 36: Màn hình HMI Siemens KTP700. 37
Hình 37: Switch TXE173. 38
Hình 38: Giao diện màn hình HMI được thiết kế. 45
Hình 39: Giao diện trung tâm điều khiển màn hình HMI được thiết kế. 45
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1: Tổng quan về đề tài nghiên cứu:
- Trong xu hướng kinh tế hội nhập và phát triển theo công nghiệp hóa - hiện đại hóa đòi hỏi các doanh nghiệp phải đáp ứng đủ sản phẩm đến thị trường với số lượng nhiều và có độ chính xác cao. Vì vậy HMI là một thiết bị không thể thiếu góp phần đẩy nhanh quá trình tự động hóa các công đoạn cũng như các quy trình sản xuất phức tạp và khó đòi hỏi độ chính xác cao. Vì vậy HMI được ứng dụng ở hầu hết các công đoạn sản xuất trong các lĩnh vực, các máy móc, dây chuyền sản xuất sản xuất là giải pháp tốt nhất cho các doanh nghiệp, vừa đảm bảo đáp ứng đủ sản phẩm, chính xác vừa tốn ít nguồn nhân lực. Nhưng các máy móc, hệ thống dây chuyền sản xuất tự động đòi hỏi cần phải sự hiểu biết giữa cơ khí và điện tử để có thế làm chủ nó. Vì vậy sinh viên ngành cơ điện tử đã được thực tập và đào tạo có tay nghề và kiến thức giữa cơ và điện để có thể làm chủ được các máy móc tự động hiện đại hiện đại, góp phần nâng cao đời sống kinh tế nước ta.
1.1.1: Giới thiệu chung hệ thống tự động hóa:
1.1.1.1: Vai trò và tầm quan trọng của hệ thống trong sảnxuất:
- Tầm quan trọng của hệ thống trong sản xuất: Cải thiện, thống nhất trong dây truyền sản xuất, tăng tính nhất quán đầu ra, giảm chi phí nhân lực, hoạt động tối ưu của máy, đưa ra sản phẩm hoàn chỉnh.
- Vai trò của tự động hóa trong sản xuất:
- Hệ thống tự động hóa góp phần tăng năng suất.
- Cải thiện chất lượng sản phẩm.
- Tăng khả năng chính xác dự báo chất lượng sản phẩm.
- Cường độ hoạt động liên tục.
- Bền bỉ có thể thay thế con người làm việc.
1.1.1.2: Nhu cầu thựctiễn:
- Nghiên cứu tìm hiểu những vấn đề liên quan đến hệ thống tự động hóa đưa ra giải pháp đáp ứng được nhu cầu sản xuất, tăng xuất, giảm nhân lực, và tạo ra các mô hình nhằm phục vụ cho các môn học của các ngành kỹ thuật nâng cao tay nghề, kiến thức cho sinh viên. Chính những nhu cầu đó nhóm đã đưa ra quyết định nghiên cứu thiết kế kit mà hình HMI–Siemens dựa trên hoạt động của trạm tương tự với dây chuyền sản xuất trong công nghiệp, có thể ứng dụng ngoài thực tiễn.
1.1.2:Giới thiệu chung về kit màn hình HMI:
1.1.2.1: Giới thiệuchung:
- HMI là viết tắt của Human – Machine – Interface, là giao diện người dùng hoặc bảng điều khiển kết nối một người với máy móc, hệ thống hoặc thiết bị. Mặc dù về mặt kỹ thuật, thuật ngữ HMI có thể được áp dụng cho bất kỳ màn hình nào cho phép người dùng tương tác với thiết bị. Tuy nhiên, lập trình HMI được sử dụng phổ biến nhất trong bối cảnh quy trình công nghiệp.
1.1.2.2: Chúc năng của kit màn hình HMI:
- Trong các môi trường công nghiệp, màn hình HMI có thể được sử dụng để:
- Hiển thị dữ liệu trực quan
- Theo dõi thời gian sản xuất, xu hướng và thẻ
- Giám sát KPIs
- Giám sát đầu vào và đầu ra của máy
- Và hơn thế nữa
- Tương tự như cách bạn tương tác với hệ thống điều hòa không khí để kiểm tra và kiểm soát nhiệt độ trong ngôi nhà. Người điều hành hạ tầng nhà máy có thể sử dụng HMI để kiểm tra và kiểm soát nhiệt độ của bồn chứa công nghiệp hoặc để xem dữ liệu một máy bơm nào đó đang chạy.
- HMI có nhiều dạng khác nhau, từ màn hình tích hợp trên máy, đến màn hình máy tính được kết nối. Mục đích của HMI là cung cấp cái nhìn trực quan về hiệu suất và tiến trình cơ học.
1.1.2.3: Cấu trúc phầncứng:
- Cấu trúc phần cứng gồm những phần: tủ điện, CB, nguồn 24V, switch, màn hình HMI–Siemens, hệ thống điều khiển PLC...
1.1.2.4: Phần mềm điểu khiển kit màn hình HMI–Siemens:
- Kit màn hình HIM–Siemens là sự kết hợp về điện, điện tử, cơ khí, tin học, khí nén, thủy lực và kỹ thuật lập trình PLC, Mô phỏng bằng phần mềm TIA portal V14,V15... Giám sát hệ thống bằng phần mềm WinCC...
|
Hình 1: Phần mềm Tia portal |
+ Phần mềm lập trình cho PCL S7-1200.
1.1.3: Giới thiệu chung về PLCS7-1200:
1.1.3.1: Giới thiệu tổng quan vềhãng:
- SIEMENS đã không ngừng phát triển để trở thành một trong những công ty hàng đầu trong khu vực Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm PLC S7–1200 dùng để thay thế dần cho PLC S7-200. So với PLC S7-200 thì PlC S7-1200 được sản xuất với chi phí thấp hơn, nhỏ gọn và một tập lệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo hơn.
1.1.3.2: Chức năng PLC S7-1200SIEMENS:
- S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa . S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232.
1.1.3.3: Cấu trúc phầncứng:
- Bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng.
- Mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm.
- Module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB) 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP Bổ sung 4 cổng Ethernet, Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.
-
|
Hình 2: PLC S7-1200 |
Module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB) 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP. Bổ sung 4 cổng Ethernet, Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.
1.1.3.4: Phần mềm điều khiển:
- Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là TIA portal V14, V15,... hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal của Siemens.
|
Hình 3: Phần mềm lập trình cho PLC |
1.2: Mục đích làm đề tài:
- Nhóm đã tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng và tầm quan trọng của “đề tài thiết kế, thi công kit màn hình HMI - Siemens” trong sản xuất. Đề tài này là đồ án tốt nghiệp của sinh viên, nhằm nâng cao kiến thức cho sinh viên trước khi ra trường và một phần hỗ trợ phục vụ cho việc giảng dạy các môn học của ngành Cơ Điện Tử. Và sau khi thiết kế, thi công kit màn hình HMI – Siemens sinh viên có thể bước đầu hiểu rõ về kit màn hình HMI - Siemens và các công nghệ hiện đại, sau đó áp dụng vào các dự án quy mô lớn hơn trong thực tế, trong sản xuất.
1.3: Mục đích nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu:
1.3.1: Mục đích nghiên cứu:
- Từ yêu cầu thực tiễn một cỗ máy hay bất cứ một dây chuyền từ đơn giản đến phức tạp cũng cần thao tác vận hành - điều khiển - giám sát người ta cần sử dụng các công tắc, nút ấn hay các bộ hiển thị, bộ cài đặt lắp ghép. Khi cần thêm bớt các nút ấn hay hiển thị thêm các thông tin thì phải lắp thêm các thiết bị phục vụ cho thao tác đó. => Như vậy hệ thống máy móc càng lớn sẽ cần lắp rất nhiều thiết bị và để các thiết bị đó làm việc với nhau đồng bộ là việc rất khó khăn. => HMI ra đời nhằm giải quyết các vấn đề trên: Vận hành - Cài đặt điều khiển - Giám sát thông qua hệ thống PLC.
1.3.2: Đối tượng nghiên cứu:
- Xuất phát từ yêu cầu thực tế của nhà trường và được sự hướng dẫn của giáo viên trong khoa Cơ Điện Tử, chúng em đã tiến hành nghiên cứu và thiết kế kit màn hình HMI – Siemenns để phục vụ việc giảng dạy các môn học cần thiết của ngành và giúp nâng cao được kiến thức của mình.
1.4: Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn đề tài:
1.4.1: Nhiệm vụ:
Thế kế, thi công bộ KIT màn hình HMI - Siemens hoàn chỉnh, ứng dụng được trong việc dạy và học.
Làm rõ vấn các đề nghiên cứu, chia ra từng bước thực hiện, làm việc.
- Cơ khí:
+ Tính toán, vẽ sơ đồ khối, sơ đồ chuyền động của chi tiết, đo kích thước thiết bị, chọn vật liệu thiết kế thi công các chi tiết cơ khí.
+ Chọn được vật liệu đưa ra phương pháp gia công. Sau cùng đưa vào lắp ráp cơ khí.
+ Yêu cầu: phải tính toán thiết kế chính xác, tỉ mỉ phù hợp với các chi tiết khác để khi đưa vào lắp ráp sẽ hoàn chỉnh, dễ dàng hơn.
- Phần điện:
+ Chọn thiết bị điện theo yêu cầu hệ thống, lắp đặt thiết bị, vẽ sơ đồ đấu nối dây, sơ đồ nguyên lý hoạt động, Lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển.
+ Yêu cầu: vẽ mạch điện rõ, đánh số dây, ký hiệu thiết bị, lập trình thì phải đúng trình tự khoa học.
1.4.2: Giới hạn đề tài:
- Nghiên cứu, tìm hiểu nguyên lý hoạt động cũng như các cách điều khiển của màn hình HMI - Siemens với các thiết bị ngoại vi.
- Đề tài đồ án phải tổng hợp được các kiến thức sinh viên đã từng được học như: Lập trình PLC, khí nén,...
- Thời gian nghiên cứu, thiết kế, gia công, lắp ráp hoàn thiện sản phẩm là 3 tháng.
- Lập trình trên PLC và phần mềm tia portal.
CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1: Tính toán lựa chọn thiết bị cơkhí:
2.1.1: Tính toán lựa chọn tủ điện:
-
Chọn tủ điện nhựa chống thấm BC-AGP-304015: 2 lớp cửa, chiều dài 300 mm, chiều rộng 400 mm, chiều cao 150 mm.
|
Hình 4: Tủ điện nhựa chống thấm IP67 |
2.1.2: Tính toán khung đỡ trạm:
-
Chọn khung đỡ trạm vật liệu: thép tấm, chiều dài 736 mm, chiều rộng 340 mm, chiều cao 680 mm.
Hình 5: Khung đỡ trạm |
2.2: Tính toán thiết bị điện. Tính toán PLC S7-1200:
2.2.1: Tính toán PLC S7-1200:
|
Hình 6: PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC |
Chọn PLC 24VDC có lượng I/O cần thiết: 14DI 24VDC, 10DO 24VDC, 2AI 0-10VDC.
2.2.2: Tính toán lựa chọn màn hình HMI:
-
|
Hình 7: Màn hình HMI Siemens KTP700 |
Chọn màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC:
2.2.3: Tính toán thiết bị điện:
- PLC gồm: 14 Input, 10 output : I= 1.5A, P=36W.
- Nguồn 24 VDC, dòng 4A để cấp cho cả hệ thống.
- Công tắc CB (Circuit Breaker), cầu chì : cho nguồn 24V với dòng điện định mức là 1.3A =>> Ta chọn cầu chì 2A, 220V
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ
3.1: Tổng quan về HMI:
3.1.1: HMI là gì?
- HMI là cụng từ viết tắt của ba từ tiếng anh Human-Machine-Interface. Nói đơn giản nó là thiết bị trung gian để giao tiếp giữa người với máy móc thiết bị. Nói một cách chính xác bất cứ cách nào mà để con người giao tiếp được với máy móc thiết bị thì đó là HMI. Vậy từ những nút ấn điều khiển, đèn báo, đồng hồ, điều khiển từ xa, màn hình cảm ứng… đều là HMI. Với khoa học kỹ thuật hiện nay nói đến HMI là chúng ta nghĩ ngay đến màn hình cảm ứng dùng để điều khiển cũng như hiển thị thông số của máy móc thiết bị.
3.1.2: Phân loại HMI:
- Theo kiểu màn hình: màn hình cảm ứng HMI và màn hình HMI không cảm ứng (TFT, LCD, Touch...).
- Theo kích thước: 3.5 inch, 4 inch, 7 inch, 12 inch, 15 inch...
- Theo dung lượng bộ nhớ: 288KB, 1M, 2M, 10M...
- Theo cổng truyền thông: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus...
- Theo giao thức truyền thông: Modbus, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP, FTP, BACnet, M-Bus, VNC, GSM (SNS, GPRS), KNX...
- Theo tính năng nâng cao: SCADA, Cloud, Webserver, SQL, Email & SMS, Remote, 3G/4G/Wifi...
3.1.3: Cấu tạo của HMI:
- Dựa theo các cách phân loại HMI phía trên, tựa chung chúng ta có thể thấy được HMI bao gồm 3 phần chính:
+ Phần cứng: màn hình, chíp, nút nhấn, thẻ nhớ và các cổng kết nối.
+ Phần mềm: viết chương trình, cấu hình phần cứng, thiết lập truyền thông và thiết kế giao diện HMI.
+ Truyền thông: bao gồm các cổng kết nối, giao thức truyền thông như: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus, MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP,.. và các tính năng nâng cao, mở rộng.
3.1.4: Chức năng của HMI:
- Khi HMI được tích hợp phần mềm phù hợp và được kết nối bằng cáp tín hiệu với PLC của máy móc thiết bị. Thì nó là giao diện vận hành giữa người và máy thông qua PLC. Khi người vận hành tác động nhấn nút trên màn hình hoặc cài đặt thông số, yêu cầu sẽ được gửi đến PLC, PLC điều khiển máy móc dây chuyền hoạt động. Ngược lại, hệ thống máy móc dây chuyền có thể gửi trạng thái hoạt động hoặc thông số hiện tại lên màn hình HMI thông qua PLC giúp cho con người thực hiện quá trình giám sát và điều khiển.
3.1.5:Ứng dụng của HMI:
- Công nghiệp sản xuất, chế tạo máy, nâng cấp hệ thống và máy móc tự động.
- Sản xuất, nâng cấp các dây chuyền tự động hóa công nghiệp.
- Tự động hóa tòa nhà, điều khiển, quản lý, giám sát BMS, HAVC, BTS,..
- Công nghệ điều khiển bơm công nghiệp, xử lý nước, nước thải.
- Quản lý, giám sát năng lượng điện, dầu, khí, gas,..
- Trường đại học, trung tâm đào tạo, dạy nghề.
- Nhà thông minh (smart home).
- Quan trắc môi trường: hiển thị, theo dõi, thu thập dữ liệu và giám sát từ xa.
3.1.6: Nguyên lý hoạt động:
- Khi HMI được tích hợp phần mềm phù hợp và được kết nối bằng cáp tín hiệu với PLC của máy móc thiết bị. Thì nó là giao diện vận hành giữa người và máy thông qua PLC. Khi người vận hành tác động nhấn nút trên màn hình hoặc cài đặt thông số, yêu cầu sẽ được gửi đến PLC, PLC điều khiển máy móc dây chuyền hoạt động. Ngược lại, hệ thống máy móc dây chuyền có thể gửi trạng thái hoạt động hoặc thông số hiện tại lên màn hình HMI thông qua PLC giúp cho con người thực hiện quá trình giám sát và điều khiển.
3.1.7: Một số hãng sãn xuất HMI:
- HMI (Màn hình HMI) hiện đang là một sản phẩm khá phổ biến trên thị trường cả trong nước và ngoài nước, đặc biệt nó được ứng dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp đòi hỏi kỹ thuật hiện đại và tân tiến. Kèm theo đó, các nhà sản xuất thiết bị công nghiệp trên thế giới cũng lần lượt đầu tư và sản xuất hàng loạt các loại HMI để cung ứng ra thị trường. Tại thị trường Việt Nam thì có thể kể đến những hãng sản xuất HMI như:
+ Đức: Siemens, Beckhoff, Festo, Phoenix, Inovance.
+ Mỹ: Honeywell, Allen-Bradley (Rockwell), Automation Direct, Eaton.
+ Israel: Unitronics.
+ Thụy sĩ: ABB.
+ Pháp: Schneider.
+ Nhật bản: Omron, Mitsubishi, Keyence, Panasonic, IDEC, Hitachi, Fuji, Koyo, Yaskawa.
+ Hàn quốc: LS.
+ Đài loan: Delta, Weintek, Fatek, Shihlin.
+ Trung quốc: Samkoon, Kinco, Wecon, INVT,..
3.1.8: Tổng quan về hãng Siemens:
- Siemens là tập đoàn công nghệ điện và điện tử toàn cầu đại diện cho các thành tựu kỹ thuật, sáng kiến, chất lượng, sự tin cậy và tính quốc tế. Siemens chính thức có mặt tại Việt Nam vào năm 1993 với việc mở hai văn phòng đại diện tại Hà Nội và Hồ Chí Minh. Việc trở thành công ty trách nhiệm hữu hạn vào năm 2002 và khánh thành nhà máy sản xuất thanh cái dẫn điện tại Bình Dương vào năm 2005 là những mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của công ty tại Việt Nam.
- Siemens luôn là một bộ phận hữu cơ của nền kinh tế và xã hội Việt Nam. Hiện nay, Siemens là công ty đứng đầu thị trường và dẫn đầu về đổi mới sáng tạo trên các lĩnh vực Nguồn điện, Quản lý Điện năng, Dịch vụ Nguồn điện, Hệ thống vận chuyển, Công nghệ tòa nhà, Nhà máy số, Công nghiệp Quy trình và Truyền động, và Y tế.
3.1.9: Màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC:
3.1.9.1: Tổng quan:
- Màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC là màn hình mới, chức năng chính dùng để giám sát và điều khiển các hệ thống tự động hóa lớn nhỏ. Các màn hình HMI Siemens 7 inch chung sẽ được sử dụng với các dòng PLC để tạo ra các hệ thống tự động.
3.1.9.2: Thông số kỹ thuật Màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC- 6AV2123-2GB03-0AX0:
- Dòng sản phẩm: KTP700 Basic color PN.
- Thiết kế màn hình: Thiết kế màn hình hiển thị màn ảnh rộng TFT, đèn nền LED.
- Kích thước màn hình: 7 in ( 154.1 x 85.9 mm).
- Số lượng màu sắc: 65 536.
|
Hình 8: Màn Hình SIMATIC HMI KTP700 Basic (mặt trước) |
Độ phân giải: 800 x 480 Pixel.
|
Hình 9: Màn Hình SIMATIC HMI KTP700 Basic (mặt sau) |
|
Hình 10: Màn Hình SIMATIC HMI KTP700 Basic (mặt sườn) |
3.2: Tổng quan về CB/MCB:
3.2.1: CB là gì:
- CB là từ viết tắt của cụm từ “Circuit Breaker” (Hiểu nôm na là “ngắt dòng”). Đây là loại khí cụ điện dùng để đóng/ ngắt mạch trực tiếp bằng tay giống như cầu dao. Nhưng có bộ bảo vệ quá dòng tự động ngắt mạch nhanh trong trường hợp quá tải, hay sụt áp, ngắn mạch… giúp bảo vệ hệ thống điện cùng với các thiết bị điện. Do vậy đây là thiết bị quan trong trong mọi hệ thống điện. CB còn có một cái tên khác đó là Aptomat, đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át. Aptomat là tiếng Liên Xô.
- Trong công nghiệp (cụ thể hơn là trong tủ điện công nghiệp) để bảo vệ các thiết bị điện thì mỗi thiết bị điện như: PLC, HMI, Motor, điện trở… đều có một CB bảo vệ riêng. Và một CB tổng bảo vệ toàn bộ tủ điện.
3.2.2: Ứng dụng của CB trong cuộc sống hiện nay:
- CB chống giật được lắp với aptoamt thông thường ở cầu dao tổng để chống dò dòng, bảo vệ an toàn cho người sử dụng không bị điện giật. Và CB chống giật được lắp đặt còn được dùng để chống sấm chớp. Đồng thời, aptomat chống giật được mắc ở bình nước nóng và ở những nơi cần sự an toàn cao về điện.
- Như vậy, bài viết trên đây đã chia sẻ tới các bạn những thông tin về CB chống giật. Với những kiến thức về CB chống giật sẽ giúp cho mọi người lựa chọn và lắp đặt CB phù hợp nhất cho nhu cầu sử dụng thiết bị điện.
3.2.3: Tính năng của CB:
- Chuyển mạch đóng cắt, bảo vệ chống ngắn mạch, bảo vệ chống quá dòng, quá tải...
3.2.4: Cấu tạo CB:
- CB được cấu tạo bởi các bộ phận: tiếp điểm, hồ dập quang điện, cơ cấu truyền động cắt CB, móc bảo vệ.
- Tiếp điểm: CB thường có cấu tạo 2 cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc được thiết kế 3 cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ. hồ dập quang). Tiếp điểm hoạt động như sau: khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính, khi ngắt mạch điện thì tiếp điểm hoạt động ngược lại, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang điện.
- Hộp dập hồ quang: CB hộp dập hồ quang thường sử dụng hai kiểu thiết bị dập hồ quang: kiểu nửa kín và kiểu hở. Kiểu nửa kín của CB thường được đặt trong vỏ kín của CB và có lỗ thoát khí được dùng cho dòng điện có giới hạn không quá 50KA. Còn đối với loại kiểu hở thì dòng điện lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn hơn 1000V.
- Cơ cấu truyền động cắt CB: Truyền động cắt CB có 2 cách: bằng tay và bằng cơ điện. Đối với loại truyền động cắt CB có dòng điện điện mức không lớn 600A. Điều khiến bằng điện từ có dòng điện lớn hơn 1000A.
-
|
Hình 11: Cấu tạo CB |
Móc bảo vệ của CB có chức năng bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch, dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của đối tượng của đối tượng cần bảo vệ. Móc bảo vệ bao gồm: móc kiểu điện từ, móc kiểu rơle nhiệt. Tùy vào điều kiện lắp đặt mà móc bảo vệ được sử dụng cho dòng điện khác nhau.
3.2.5 Nguyên lý hoạt động:
- Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động. Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.
- Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
|
Hình 12: Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại |
-
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, móc 7 thả tự do, thả lỏng, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
|
Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp |
3.3: Tổng quan về nguồn 24V:
3.3.1 Ứng dụng của nguồn 24V trong cuộc sống hiện nay:
- Máy kích điện chuyển đổi từ dòng điện một chiều điện áp thấp 12VDC sang dòng điện xoay chiều điện áp cao 220VAC tần số 50Hz lấy nguồn từ bình acquy 12V DC xe máy, xe hơi.
- Có thể sử dụng cho thắp sáng, tivi, dàn CD, Video, dàn máy vi tính, tổng đài điện thoại, máy fax, máy khâu công nghiệp, máy khoan…
- Bộ điều chỉnh tốc độ Dimmer với bộ nguồn 24VDC dùng để điều chỉnh điện áp cho motor DC, bơm DC có nguồn điện từ 6 - 24V. Khi ứng dụng với motor có thể điều chỉnh tốc độ vòng quay phù hợp với các mục đích khoan, mài, cắt...
- PLC là thiết bị dùng được trong môi trường công nghiệp, nó hay dùng chuẩn bộ nguồn 24VDC vì trong nhiều trường phải truyền tín hiệu đi xa thì có suy hao điện áp ít nhiều, thêm nữa 24V là 1 chuẩn trong công nghiệp và có rất nhiều thiết bị ghép nối PLC hỗ trợ 24V như cảm biến, rơle...
- Đồng hồ số đa năng là dòng đồng hồ đo với nhiều chức năng như chức năng kiểm tra hiển thị giá trị Max./Min., hiển thị trì hoãn chu kỳ, điều chỉnh điểm Zero, hiển thị độ chính xác cao và chức năng cài đặt tỉ lệ dòng ngõ ra... Hơn nữa, loại điện áp thấp với bộ nguồn 24VDC thích hợp cho ứng dụng hiển thị rpm, hiển thị nhiệt độ trong nhà máy, đo điện áp, dòng và tần số hệ thống.
- Đèn pha LED sử dụng trực tiếp nguồn điện DC như nguồn điện bình Acquy, nguồn điện từ điện gió, điện năng lượng mặt trời. Đáp ứng mọi nhu cầu chiếu sáng ở những khu vực không có điện lưới và những yêu cầu sử dụng đòi hỏi mức độ an toàn cao, tránh nguy cơ rò rỉ và giật điện. Các chủng loại đèn có bộ nguồn 24VDC trở xuống rất đa dạng từ đèn pha, đèn đường, đèn nhà xưởng…với công suất từ vài chục đến vài trăm Watts.
- Cảm biến được sử dụng trong thiết kế các công tắc cảm ứng điện dung đơn giản, độ nhạy cảm ứng có thể xuyên qua các vật thể phi kim từ 3-8mm.
3.3.2: Cấu tạo nguồn 24V:
|
Hình 14: Cấu tạo nguồn 24V |
3.3.3: Nguyên lý hoạt động:
- Đầu tiên điện áp đầu vào (từ 110VAC cho đến 220VAC) sẽ xoay chiều qua các cuộn lọc nhiễu rồi vào đi ốt chỉnh lưu thành điện một chiều với điện áp từ khoảng 130-300V (tùy từng điện áp AC đầu vào) trên tụ lọc nguồn sơ cấp.
- Tụ lọc nguồn sơ cấp có nhiệm vụ tích năng lượng điện một chiều cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung hoạt động.
- Bộ tạo xung hoặc các mạch dao động điện tử tạo ra các xung cao tần, xung cao tần thông qua khối chuyển mạch bán dẫn là các linh kiện điện tử như transistor, mosfet hay IGBT cấp điện cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung.
- Nguồn điện sau khi đi qua cuộn đến cuộn thứ cấp của biến áp xung, ở đó sẽ có những mạch chỉnh lưu cho ra điện một chiều cấp điện cho tải tiêu thụ. Điện áp thứ cấp này sẽ được duy trì ở một điện áp nhất định như 24V nhờ mạch ổn áp.
-
|
Hình 15: Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn |
Song song với quá trình này, mạch hồi tiếp sẽ lấy tín hiệu điện áp ra để đưa vào bộ tạo xung dao động nhằm khống chế sao cho tần số dao động ổn định với điện áp ra mong muốn.
3.3.4: Thông số kỹ thuật nguồn 24VDC Mean Well:
- Mean Well: Nhà sản xuất nguồn.
- Điện áp đầu vào: 110 – 220VAC chỉnh bằng công tắc gạt.
- Công suất: 360W.
- Dòng đầu ra tối đa: 15A.
- Nhiệt độ làm việc: -10 ~ 60 độ C.
- Kích thước: 215x115x50mm.
3.4: Tổng quan về Switch:
3.4.1: Chức năng của switch:
- LAN Switch là một thiết bị tập trung được kết nối với nhiều máy tính / nút.
- Đây là thiết bị lớp 2 và đọc các khung dữ liệu không giống như hub.
- Nó là thông minh yên tĩnh để hiểu địa chỉ mac của PC/nút và lưu trữ vào một kho lưu trữ được gọi là bảng CAM hoặc là một mac-adress-table.
- Switch có khả năng làm một unicast không giống như trung tâm.
- Mỗi cổng chuyển đổi được tạo thành từ một phần cứng đặc biệt được gọi là ASIC (Mạch tích hợp ứng dụng cụ thể), phần cứng nhúng tích hợp có khả năng chuyển đổi hàng triệu gói mỗi giây với nhiều tính năng hơn bao gồm cả đệm dữ liệu.
- Nó có thể kết nối với nhiều phân đoạn LAN để giảm kích thước của một phát sóng và tăng số lượng miền va chạm.
- Nó có khả năng kiểm tra khung dữ liệu cho các lỗi trước khi chuyển sang địa chỉ mac đích.
-
|
Hình 16: Chức năng của Switch |
Nhiều tính năng khác có thể được cấu hình trên switch để mở rộng hiệu suất của một mạng LAN với nhiều lợi ích của lớp 2 (bao gồm VTP, STP, RSTP, PVST, v.v.)
3.4.2: Tiêu chí chọn switch:
- Switch được lựa chọn phải phù hợp với môi trường mà nó sẽ được lắp đặt trong nhà máy. Trong tài liệu kĩ thuật của Switch công nghiệp thường mô tả kĩ các thông số kĩ thuật về môi trường mà Switch có thể đáp ứng như nhiệt độ, độ ẩm, sốc, rung và nhiễu điện từ. Các thông số này sẽ ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của Switch. Khác với các thiết bị văn phòng hay dân dụng, các thiết bị điều khiển tự động trong công nghiệp thường yêu cầu phải hoạt động trong khoảng 10 – 15 năm với cường độ cao do đó yếu tố môi trường làm việc của Switch là rất quan trọng.
- Ngoài ra, nguồn điện cho Switch cũng rất quan trọng. Các Switch công nghiệp cần có 2 đầu vào cấp nguồn độc lập để đảm bảo không bị gián đoạn kết nối khi nguồn điện bị sự cố. Bên cạnh đó, các tính năng như có thẻ nhớ SD để sao lưu cấu hình, khôi phục cấu hình cũ khi thay Switch mới… cũng cần được cân nhắc.
3.4.3: Nguyên lý hoạt động:
- Bước 1: PC-A gửi gói tin đến PC-D thông qua kênh của nó được kết nối với một switch.
- Bước 2: Chuyển đổi nhận dữ liệu thông qua dạng khung dữ liệu, kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac nguồn của khung dữ liệu và lưu địa chỉ mac trong bảng địa chỉ mac cùng với số cổng đến.
- Bước 3: Chuyển đổi kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac đích của khung và kiểm tra bảng mac-adress để xem có mục nhập của địa chỉ mac này hay không.
- Bước 4: Nếu mục nhập địa chỉ mac đích được liệt kê trong bảng mac, thì công tắc sẽ tìm cổng đi tương ứng và unicast khung đó đến cổng cụ thể đó.
- Bước 5: Nếu mục nhập địa chỉ mac đích không được liệt kê trong bảng mac, thì công tắc sẽ làm ngập / phát dữ liệu khung đến tất cả các cổng được kết nối khác.
- Bước 6: PC-B, PC-C và PC-D nhận khung dưới dạng gói và so sánh địa chỉ IP của chúng với địa chỉ IP đích trong gói.
- Bước 7: PC-B và PC-C sẽ từ chối gói tin vì địa chỉ IP của chúng không khớp với địa chỉ IP đích trong gói. Nhưng IP của PC-D khớp với địa chỉ IP đích trong gói.
- Bước 8: PC-D trả lời người gửi (PC-A) với một gói xác nhận thông qua switch.
- Bước 9: Chuyển đổi nhận khung xác nhận từ PC-D trên cổng 4, kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac nguồn của khung dữ liệu và lưu địa chỉ mac trong bảng địa chỉ mac cùng với số cổng đến.
- Bước 10: Chuyển đổi kiểm tra địa chỉ mac đích từ khung và nhìn vào bảng địa chỉ mac để xác minh mục nhập địa chỉ mac từ đó, công tắc đã học và lưu trữ địa chỉ mac của PC-A, công tắc bây giờ unicasts xác nhận gói cho PC-A.
- Bước 11: Khi switch đã học được địa chỉ mac của tất cả các PC / node trong mạng, nó luôn luôn unicasts các frame đến các node được kết nối trong mạng.
3.4.4: Thông số kỹ thuật Switch TXE173:
- Model: TXE173.
- Sản phẩm: 5 cổng 10/100 M switch công nghiệp.
- Chip: IP175GHI.
- Kích thước: 118*80*30mm.
- Tiêu chuẩn và protecols: IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3x, IEEE 802.3az.
- Giao diện: 5 10/100 Mbps RJ45.
- Tốc độ truyền tải: 10/100 Mbps Full duplex/Half Duplex).
- Tỷ lệ chuyển tiếp: 10 Mbps/14880pps 100 Mbps/148800pps.
- LED: Điện, tăng cường Tín Hiệu/Vòng Lặp, tình trạng Kết Nối, tốc độ Mạng nhanh chóng.
- Cung cấp điện: DC5V ~ 58 V/1.5 W.
- Nhiệt Độ hoạt động: -40 °C ~ + 85 °C.
- Lưu trữ nhiệt độ: -40 °C ~ + 85 °C.
- Độ ẩm: 5% ~ 90% RH không-ngưng tụ.
CHƯƠNG4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀUKHIỂN
4.1: Sơ đồ khối hệ thống điện:
4.2: Chọn thiết bị:
|
Hình 17: PLC Siemens S7-1200 |
4.2.1: PLC S7-1200 (6ES7 214-1HG40-0XB0):
4.2.1.1: Thông số kỹ thuật của PLC Siemens S7-1200:
- PLC S7-1200 mã: 6ES7 214-1AG40-0XB0.
- Nguồn 24VDC 1.5A.
- CPU 1214C.
- Compact CPU.
- DC,DC,DC.
- Cổng I/O: 14 DI 24VDC; 10 DO 24VDC;
- Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.
4.2.1.2: Chức năng:
- Bộ điều khiển tích hợp với giao diện PROFINET IO điều khiển để giao tiếp giữa bộ điều khiển SIMATIC, HMI, thiết bị lập trình hoặc các thành phần tự động hóa khác.
- Module giao tiếp với giao diện PROFIBUS DP.
- Module truyền thông PROFIBUS DP.
- GPRS module kết nối GSM / GPRS cho điện thoại di động.
- Chức năng ghi dữ liệu để lưu trữ dữ liệu trong thời gian chạy từ chương trình sử dụng.
- Tích hợp đầu vào / đầu ra kỹ thuật số và analog.
4.2.2: Cảm biến điện dung (AutonicsCR18-8DN):
|
Hình 18: Cảm biến điện dung (Autonics CR18-8 DN) |
4.2.2.1: Thông số kỹ thuật Cảm biến ISE80-02-P-M thuộc hãngSMC:
- Hãng sản xuất: Autonics.
- Loại: CR18-8DN, 3 dây.
- Đườn kính: 18mm.
- Khoảng cách phát hiện: 8mm.
- Khoảng cách phát hiện tiêu chuẩn: 50x50x1mm.
- Tần số đáp ứng: 50Hz.
- Điện áp: 12 – 24VDC.
- Dòng tiêu thụ: Max 15mA.
- Ngõ ra: Ngõ ra NPN thường mở.
4.2.2.2: Chứcnăng:
- Cảm biến điện dung cũng gần giống như các loại cảm biến khác là cần nguồn tác động (kim loại, chất lỏng, vật liệu phi kim, thủy tinh, nhựa.… nguồn cần đo của cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi xử lý tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra.
4.2.3: Cảm biến quang phản xạ gương Autonics(BMS2M-MDT):
|
Hình 19: Cảm biến quang phản xạ gương Autonics (BMS2M-MDT) |
4.2.3.1: Thông số kỹ thuật (BMS2M-MDT):
- Hãng sản xuất: Autonics.
- Mã : BMS2M-MDT.
- Loại: Tích hợp bộ khuếch đại, phát hiện bên cạnh.
- Loại phát hiện: Phản xạ gương.
- Ngõ ra điều khiển: NPN mạch thu hở.
- Chế độ hoạt động: light on/dark on.
- Mục tiêu cảm biến: Vật liệu mờ trên Ø60mm.
- Nguồn sáng: LED hồng ngoại (940nm).
- Nguồn cấp: 12-24VDC .
- Tiêu thụ điện năng: Max 45mA.
- Khoảng cách phát hiện: 0.1-2m.
- Thời gian đáp ứng: Mã 1ms.
4.2.3.2: Chứcnăng:
- Cảm biến quang BMS2M-MDT quét vật khi đi qua vùng nhận biết của cảm biến (phát hiện vật) báo tín hiệu tới bộ xử lý để làm việc. Cảm biến quang BMS2M- MDT là loại cảm biến thu chung, khoảng cách phát hiển trung bình 100cm, thời gian đáp ứng 1ms.
4.2.4: Cảm biến quang phản xạ khuếch tán PEPPERL+FUCHS(OPT200- 18GM60-E5):
|
Hình 20: Cảm biến quang phản xạ khuếch tán PEPPERL+FUCHS (OPT200-18GM60 E5) |
4.2.4.1: Thông số kỹ thuật Cảm biếnISE80-02-P-M:
- Hãng sản xuất: PEPPERL+FUCHS.
- Loại: Quang phản xạ khuếch tán.
- Mã: OPT200-18GM60-E5.
- Điện áp hoạt động:10-30VDC.
- Dòng tiêu thụ: Max 25mA.
- Mục tiêu tham chiếu: kích thước 200x200mm màu trắng.
- Khoảng cách nhận vật: 0...200mm(có hiệu chỉnh).
- Đường kính thân cảm biến: 18mm.
- Ngõ ra: PNP ngõ ra dương(+) NO VÀ NC.
- Chuẩn IP67.
- Tần số đáp ứng: 50Hz.
4.2.4.2: Chứcnăng:
- Cảm biến phản xạ khuếch tán dùng để phát hiện nhiều dạng vật thể khác nhau, phát hiện đo lường khoảng cách hay phát hiện tốc độ của đối tượng,...Khi có sự thay đổi ở bộ phận thu thì mạch điều khiển của cảm biến quang sẽ cho ra tín hiệu đến bộ phân xử lí. Cảm biến quang là thiết bị đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa.
4.2.5: Cảm biến vị trí ( TR-0025/TR25):
|
Hình 21: Cảm biến độ cao |
4.2.5.1: Thông số kỹ thuật Cảm biến NovotechnikTR-0025/TR25:
- Hãng sản xuất: Novotechnik.
- Loại: TR-0025/TR25, 3 dây.
- Phạm vi đo: 25mm.
- Điện áp: Max 42 V.
- Dòng tiêu thụ: Max 10mA.
- Ngõ ra: Analog tuyến tính.
4.2.5.2: Chức năng:
- Cảm biến Novotechnik TR25 có chức năng kiểm tra độ cao của của phôi trả về giá trị đến PLC xử lí tín hiệu để hệ thống hoạt động đúng yêu cầu.
4.2.6: Cảm biến từ SMCD-M9N:
|
Hình 22: Cảm biến từ SMC D-M9N |
4.2.6.1: Thông số kỹ thuật:
- Mã CB: D- M9N hãng SMC.
- Điện áp: 5VDC hoặc 24VDC.
- Tải dòng: 0.05A max 40mA.
- Thời gian hoạt động 1ms.
4.2.6.2: Chức năng:
- Cảm biến từ sử dụng chuyên cho các dòng xi lanh. Cảm biến được sử dụng để báo hành trình ra vào của xi lanh, hành trình quay theo góc của xi lanh xoay, dạng cảm biến này là cảm biến từ, nhận tín hiệu nam châm.
|
Hình 23: Bộ nguồn 24 VDC Meanwell |
4.2.7: Bộ nguồn 24 VDC Meanwell:
4.2.7.1: Thông số kỹthuật:
- Hãng sản xuất: Meanwell.
- Model: MDR-100-24.
- Đầu vào điện: AC:100-240VAC-1.8A-50/60Hz.
- Điện áp đầu ra: 24VDC.
- Dòng định mức: 4A.
- Công suất định mức: 96W.
- Dãy điện áp điều chỉnh: 24 ~ 28V.
- Bảo vệ: Quá tải, quá điện áp, quá nhiệt độ.
4.2.7.2: Chức năng:
- Bộ cấp nguồn cho cả hệ thống trạm phân phối, PLC và các thiết bị như đèn, nút nhấn, công tắc, ưu tiên bộ nguồn có kích thước nhỏ nhưng vẫn đủ công suất để vừa đáp ứng được vấn đề nguồn cấp và kích thước nhỏ gọn của bộ kích.
- Chỉnh lưu từ lưới điện xoay chiều thành điện 1 chiều cung cấp cho các thiết bị điện tử.
- Dùng trong các mạch ổn áp, cung cấp dòng áp đủ tranh trường hợp sụt áp, dòng ảnh hưởng tới mạch.
- Hiệu quả cao, giá thành thấp, độ tin cậy cao.
|
Hình 24: Terminal |
4.2.8: Terminal:
4.2.8.1: Chức năng:
- Sử dụng cụm terminal nhằm mục đích dễ sử dụng, cũng như tập làm quen các thiết bị đầu nối thực tế được sử dụng nhiều trong môi trường.
4.2.9: Công tắc tổng (CB nguồnBK63):
|
Hình 25: Công tắc tổng (CB nguồn BK63) |
4.2.9.1: Thông số kỹ thuật:
- Mã: MCB BD-63-2P.
- Số cực: 2P.
- Điện áp định mức(A):240VAC/415VAC.
- Dòng điện định mức(V): 6A-63A.
4.2.9.2: Chức năng:
- Dùng để ngắt nguồn chính cho trạm MPS cũng như bảo vệ ngắn mạch và quá tải trong quá trình sử dụng nhóm ưu tiên sử dụng MCB 1 pha để tăng tính an toàn cho bộ kit nên chọn sử dụng aptomat Panasonic MCB BD-63R.
4.2.10: Nút nhấn, đèn báo, nút emergency, công tắc xoay 2 vị trí:
|
Hình 26: Nút nhấn, công tắc gạt, đèn |
- Nút nhấn tiếp điểm thường hở.
- Công tắt xoay tự giữ.
- Đèn báo 24 VDC.
- Nút emergency.
- Đường kính phần ren công tắc xoay 16mm.
4.2.11: Cụm van 5/2 (SY3120-5LZ-C4):
|
Hình 27: Cụm van 5/2 (SY3120)-5LZ-C4) |
4.2.11.1: Thông số kỹ thuật:
- Van 5/2 ( SY3120-5LZ-C4).
- Hãng sản xuất: SMC.
- Mã :SY3120-5LZ-C4.
- 5 cổng, 2 trạng thái.
- Nguồn điều khiển: 24VDC, tác động bằng solenoid.
4.2.11.2: Chức năng:
- Điều khiển dòng khí nén, cấp khí nén cho các hệ thống thiết bị giúp van đóng mở và các hệ thống hoạt động.
4.2.12: Van 5/3 ( SY3320-5MZ-C5):
|
Hình 28: Van 5/3 ( SY3320-5MZ-C5) |
4.2.11.1: Thông số kỹ thuật:
- Mã: SY3320-5MZ-C6 thuộc loại SMC.
- Loại van 5/2.
- 5 cổng, 3 trạng thái.
4.2.11.2: Chức năng:
- Điều khiển dòng khí nén, cấp khí nén cho các hệ thống thiết bị giúp van đóng mở và các hệ thống hoạt động.
|
Hình 29: Cầu chì |
4.2.13: Cầu chì:
4.2.13.1: Thông số kỹ thuật:
- Cầu chì Loại: 6A.
- Điện áp 220V.
4.2.13.2: Chức năng:
- Trong mạng điện, cầu chì là bộ phận quan trọng để bảo vệ hệ thống điện khỏi hiện tượng đoản mạch. Điều này bảo vệ an toàn cho người sử dụng và tài sản xung quanh hệ thống điện.
|
Hình 30: Mạch giảm áp LM2596 |
4.2.14: Mạch giảm ápLM2596:
4.2.14.1: Thông số kỹ thuật:
- Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V.
- Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V.
- Dòng đáp ứng tối đa là 3A.
- Hiệu suất: 92%.
- Công suất: 15W.
- Kích thước: 45 (dài) * 20 (rộng) * 14 (cao) mm.
4.2.13.2: Chức năng:
- Giúp giảm điện áp, phù hợp với các thiết bị hay mạch điện.
4.2.15: Mạch chuyển đổi PNP sangNPN:
|
Hình 31: Mạch chuyển đổi PNP sang NPN |
4.2.15.1: Thông số kỹ thuật:
- Mạch chuyển đổi tín hiệu từ cảm biến tín hiệu đầu vào từ PNP sang NPN.
- Điện áp V+: 5 -30VDC.
- Kích thước mạch : 33 x 23mm.
4.2.13.2: Chức năng:
- Mạch Chuyển đổi tín hiệu từ cảm biến ( tiệm cận, các loại cảm biến trong công nghiệp...), hoặc tín hiệu đầu vào từ PNP sang NPN.
- Phù hợp ứng dụng cần chuyển đổi nhanh tín hiệu PNP sang NPN.
4.2.16: Jack bắp chuối đầu cái 4 mm:
|
Hình 32: Ổ cắm bắp chuối đầu cái 4mm |
4.2.16.1: Thông số kỹ thuật:
- Chất liệu tiếp xúc: Đồng mạ niken.
- Kích thước Moung: 12mm (độ dày tối đa của bảng điều khiển 6mm).
- Kích thước liên hệ (mm): 6x0,8 (chiều rộng 6mm, độ dày 0,8mm, có thể sử dụng cho thiết bị đầu cuối uốn 6,3mm).
- Màu sắc: đỏ và đen.
- Tổng chiều dài: 30mm.
- Thích hợp cho đầu nối chuối 4mm.
4.2.16.2: Chức năng:
- Làm jack lấy điện từ nguồn DC có đầu cuối 4mm.
- Làm jack âm thanh kết nối loa mạch khuếch đại…
4.2.17: Nguồn tổ ong 24V 15A:
|
Hình 33: Nguồn tổ ong 24V 15A |
4.2.17.1: Thông số kỹ thuật:
- Mean Well: Nhà sản xuất nguồn.
- Điện áp đầu vào: 110 – 220VAC chỉnh bằng công tắc gạt.
- Công suất: 360W.
- Dòng đầu ra tối đa: 15A.
- Nhiệt độ làm việc: -10 ~ 60 độ C.
- Kích thước: 215x115x50mm.
4.2.17.2: Chức năng:
- Nguồn 24V được ứng dụng phổ biến trong các hệ thống tự động, trong bộ nguồn điện của các công trình, các công ty, xí nghiệp, trong hệ thống các tòa nhà và cấp nguồn điều khiển cho các loại cảm biến.
|
Hình 34: Jack cắm nguồn có cầu chì và công tắc AC-01A |
4.2.18: Jack cắm nguồn có cầu chì và công tắc AC-01A:
4.2.18.1: Thông số kỹ thuật:
- Chất liệu (bên ngoài): nhựa / kim loại.
- Màu sắc: đen.
- Kích thước lắp (không có chân): 5 × 6 × 1,8cm / 1,97 "" × 2,36 "" × 0,71 "" .
- Điện áp định mức: AC 10A 250V.
- Loại đầu nối (Loại phích cắm): 3 Pin IEC320 C14.
4.2.18.2: Chức năng:
- Jack cắm nguồn có cầu chì và công tắc AC-01A là ổ cắm kèm nguồn có cầu chì bảo vệ và công tắc ON/OFF. Được ứng dụng là ổ cấp nguồn cho các máy nhỏ, hộp điện....
4.2.19: Dây cáp USB 2.0 nối dài đầu đực đầu cái bắt vít 0.5M:
|
Hình 35: Dây cáp USB 2.0 nối dài đầu đực đầu cái bắt vít 0.5M |
4.2.19.1: Thông số kỹ thuật:
- Đầu USB Female thiết kế dạng bắt vít, dễ dàng lắp đặt thành máy, vỏ hộp thiết bị, vị trí đặc biệt…
4.2.19.2: Chức năng:
- Bảo vệ chân USB trên thiết bị so với việc cắm USB trực tiếp vào thiết bị.
- Giúp bạn dễ dàng lắp đặt thiết bị vị trí đặc biệt: Tủ rack, hộp kỹ thuật chuyên dụng...
- Sử dụng cho nhà máy, khu công nghiệp...kết nối các thiết bị USB 2.0, 3.0, testing...
|
Hình 36: Màn hình HMI Siemens KTP700 |
4.2.20: Màn hình HMI Siemens KTP700 BASIC- 6AV2123-2GB03-0AX0:
4.2.20.1: Thông số kỹ thuật:
- Dòng sản phẩm: KTP700 Basic color PN.
- Thiết kế màn hình: Thiết kế màn hình hiển thị màn ảnh rộng TFT, đèn nền LED.
- Kích thước màn hình: 7 in ( 154.1 x 85.9 mm).
- Số lượng màu sắc: 65 536.
- Độ phân giải: 800 x 480 Pixel.
4.2.20.2: Chức năng:
- Hiển thị và điều khiển nhằm mục đích giúp người vận hành có thể dễ dàng kiểm soát các thiết thị và máy móc.
|
Hình 37: Switch TXE173 |
4.2.21: Switch TXE173:
4.2.21.1: Thông số kỹ thuật:
- Model: TXE173.
- Sản phẩm: 5 cổng 10/100 M switch công nghiệp.
- Chip: IP175GHI.
- Kích thước: 118*80*30mm.
- Tiêu chuẩn và protecols: IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3x, IEEE 802.3az.
- Giao diện: 5 10/100 Mbps RJ45.
- Tốc độ truyền tải: 10/100 Mbps Full duplex/Half Duplex).
- Tỷ lệ chuyển tiếp: 10 Mbps/14880pps 100 Mbps/148800pps.
- LED: Điện, tăng cường Tín Hiệu/Vòng Lặp, tình trạng Kết Nối, tốc độ Mạng nhanh chóng.
- Cung cấp điện: DC5V ~ 58 V/1.5 W.
- Nhiệt Độ hoạt động: -40 °C ~ + 85 °C.
- Lưu trữ nhiệt độ: -40 °C ~ + 85 °C.
- Độ ẩm: 5% ~ 90% RH không-ngưng tụ.
4.2.21.2: Chức năng:
- Kết nối các đoạn mạng với nhau theo mô hình mạng hình sao, và thiết bị này làm việc như một Bridge nhiều cổng.
- Switch chính là thiết bị trung tâm, tất cả các máy tính trong hệ thống mạng đều được nối về đây tạo thành một hệ thống mạng.
4.3: Thiết kế chương trình điều khiển:
4.3.1: Khai báo địa chỉI/O:
|
Ký hiệu |
Địa chỉ |
Kiểu dữ liệu |
Chú thích |
Tác động |
|
8B1 |
I0.0 |
BOOL |
Cảm biến quang khuyết tán |
0 |
|
8B2 |
I0.1 |
BOOL |
Cảm biến điện dung |
0 |
|
8B3 |
I0.2 |
BOOL |
Cảm biến quang phản xạ gương |
0 |
|
8X1 |
I0.3 |
BOOL |
Cảm biến từ xylanh nâng hạ vị trí đo |
0 |
|
8X2 |
I0.4 |
BOOL |
Cảm biến từ xylanh nâng hạ vị trí máng cao |
0 |
|
8X3 |
I0.5 |
BOOL |
Cảm biến từ xylanh nâng hạ vị trí máng thấp |
0 |
|
8Y1 |
I0.7 |
BOOL |
Cảm biến từ xylanh đẩy phôi vị trí đẩy |
0 |
|
5S1 |
I1.0 |
BOOL |
Nút nhấn Start |
0 |
|
5S2 |
I1.1 |
BOOL |
Nút nhấn Stop |
0 |
|
5S3 |
I1.2 |
BOOL |
Công tắc chọn chế độ Man/Auto |
0 |
|
5S4 |
I1.3 |
BOOL |
Nút nhấn Reset |
0 |
|
8B4 |
IW64 |
WORD |
Cảm biến độ cao |
|
|
5Q1 |
Q0.0 |
BOOL |
Đèn Q1 |
1 |
|
5Q2 |
Q0.1 |
BOOL |
Đèn Q2 |
1 |
|
5Q3 |
Q0.2 |
BOOL |
Đèn Start |
1 |
|
5Q4 |
Q0.3 |
BOOL |
Đèn Reset |
1 |
|
8N1 |
Q0.4 |
BOOL |
Solenoid tác động xylanh nâng |
1 |
|
8N2 |
Q0.5 |
BOOL |
Solenoid tác động xylanh hạ |
1 |
|
8D1 |
Q0.6 |
BOOL |
Solenoid tác động xylanh đẩy phôi |
1 |
|
8T1 |
Q0.7 |
BOOL |
Solenoid tác động đệm khí |
1 |
|
Bước Reset |
M0.2 |
BOOL |
Đưa các thiết bị trên trạm về trạng thái ban đầu |
1 |
|
Bước 1 |
M1.1 |
BOOL |
Xylanh nâng hạ nâng lên vị trí đo |
1 |
|
Bước 2 |
M1.2 |
BOOL |
Kiểm tra tình trang phôi úp hay ngửa |
1 |
|
Bước 3 |
M1.3 |
BOOL |
Xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí máng trượt trên |
1 |
|
Bước 4 |
M1.4 |
BOOL |
Xylanh đẩy phôi đẩy phôi ra máng trượt trên |
1 |
|
Bước 5 |
M1.5 |
BOOL |
Xylanh đẩy phôi rút về. |
1 |
|
Bước 6 |
M1.6 |
BOOL |
Xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí gốc |
1 |
|
Bước 7 |
M1.7 |
BOOL |
Ổn định hệ thống |
1 |
|
Bước 8 |
M2.0 |
BOOL |
Xylanh nâng hạ nâng lên vị trí máng thấp |
1 |
|
Bước 9 |
M2.1 |
BOOL |
Xylanh nâng hạ hạ xuống máng thấp |
1 |
|
Bước Stop |
M0.1 |
BOOL |
Hệ thống dừng hoạt động, chỉ có đèn reset sáng |
1 |
|
TRS-25 |
MD10 |
REAL |
Giá trị trả về của cảm biến độ cao. |
1 |
|
Xung 1Hz |
M5.5 |
BOOL |
Tạo xung cho led start |
1 |
|
Giữ cảm biến gương |
M0.4 |
BOOL |
Nhận biết đã cấp phôi cho trạm dựa trên cảm biến gương |
1 |
4.3.2: Lưu đồ giải thuật:
- Chế độ Auto:
|
|
|
BEGIN |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
RESET |
|||||||
|
|
RESET |
|
Về vị trí ban đầu, tắt đệm khí. Đèn reset tắt, đèn start chớp 1Hz hệ thống sẵn sàng hoạt động. |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
START Hệ thống có phôi Delay 2s kiểm tra màu sắc Đúng màu cần tìm |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
Xylanh nâng hạ nâng lên vị trí đo (8N1) |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Cảm biến từ xilanh nâng hạ vị trí đo (8X1) Delay 3s |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
2 |
|
Kiểm tra tình trang phôi úp hay ngửa |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Phôi ngửa |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
3 |
|
Xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí máng trượt trên |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Cảm biến vị trí máng cao 8X2 |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
4 |
|
Xylanh đẩy phôi đẩy phôi ra máng trượt trên |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Cảm biến vị trí đẩy phôi 8Y1 |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
5 |
|
Xylanh đẩy phôi rút về. |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Xylanh đẩy phôi đã rút về |
|
|||||
|
|
6 |
|
Xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí gốc |
|
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Delay 3s |
|
||||||
|
|
|
|
||||||||
|
7 |
|
Ổn định hệ thống |
|
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
8 |
|
Xylanh nâng hạ nâng lên vị trí máng thấp |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
4 |
|
|
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
9 |
|
Xylanh nâng hạ hạ xuống máng thấp |
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
4 |
|
|
||||||||
- Nút dừng STOP:
|
BEGIN |
|
|
|
|
|
STOP |
|
STOP |
|
Tất cả các cơ cấu đều dừng hoạt động. Đèn reset sáng. |
|
RESET |
RESET
4.3.3: Chương trình điều khiển:
Đề bài: Kiểm tra và phân loại phôi theo thứ tự Kim loại – đỏ - đen và tất cả đều ngửa thì đưa lên máng trượt trên có đệm khí để qua trạm tiếp theo. Những phôi không đạt yêu cầu sẽ được đưa xuống máng trượt dưới để loại bỏ. Đèn Q1 sáng khi chạy chế độ auto. Đèn Q2 sáng khi tìm Kim loại, chớp 1Hz khi tìm phôi đỏ, chớp 5Hz khi tìm phôi đen.
BướcReset:Khi ấn Reset đưa các thiết bị của trạm sẽ trở về vị trí ban đầu, xylanh nâng hạ ở vị trí cấp phôi (dưới cùng), xylanh đẩy phôi ở vị trí không hoạt động, đệm khí tắt. Khi các thiết bị trở về vị trí ban đầu thì khi đó đèn reset tắt, đèn start chớp 1Hz báo hiệu khi đó hệ thống sẵn sàng hoạt động.
Bước1:Khi ấn START, đèn start tắt. Sau hệ thống nhận diện có phôi, delay 2s để kiểm tra phân loại phôi theo đề bài dựa trên bảng và vùng không gian phía trên trống.
- Nếu đúng loại phôi cần tìm thì xylanh nâng hạ nâng lên vị trí đo (chuyển sang bước 2).
- Nếu sai theo loại phôi cần tìm thì chuyến sang bước 8.
Bước 2: Khi cảm biến 8X1 có tín hiệu, delay 3s để hệ thống kiểm tra tình trạng phôi ngửa hay úp. Nếu phôi ngửa (đúng điều kiện) thì chuyển sang bước 3. Nếu phôi úp (sai diều kiện) thì chuyển sang bước 9.
Bước 3: Phôi ngửa, thì xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí máng cao.
Bước 4: Đẩy phôi theo 2 trường hợp:
TH1: Phôi đạt yêu cầu: Khi cảm biến 8X2 có tín hiệu thì xylanh đẩy phôi đẩy phôi ra máng trượt trên và đồng thời bật đệm khí.
TH2: Phôi không đạt yêu cầu: Khi cảm biến 8X3 có tín hiệu thì xylanh đẩy phôi đẩy phôi ra máng trượt dưới.
Bước 5: Khi cảm biến 8Y1 có tín hiệu thì xylanh đẩy phôi rút về.
Bước 6: Sau khi xylanh đẩy phôi rút về thì xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí gốc.
Bước 7: Sau 3s ổn định hệ thống quay lại bước 1 để sẵn sàng cho vòng lặp tiếp theo.
Bước 8: Xylanh nâng hạ nâng lên vị trí máng thấp rồi chuyển sang bước 4.
Bước 9: Phôi úp, thì xylanh nâng hạ hạ xuống vị trí máng thấp rồi chuyển sang bước 4.
Bước Stop : Hệ thống dừng hoạt động. Đèn reset sáng báo hiệu ấn reset để hệ thống hoạt động lại.
*Chú thích: Chế độ Auto đèn Q1 sáng. Chế độ Man đèn Q1 tắt đồng thời chế độ này dùng để kiểm tra trước khi chạy Auto xem hệ thống có ổn định hay không.
|
Hình 38: Giao diện màn hình HMI được thiết kế |
4.4: Thiết kế màn hình HMI-Siemens:
|
Hình 39: Giao diện trung tâm điều khiển màn hình HMI được thiết kế |
4.5: Đánh giá đềtài:
- Đề tài “Thiết kế kit màn hình HMI-Siemens” là tổng hợp những kiến thức về lĩnh vực kỹ thuật cơ khí và bên điện tử, các kiến thức này sinh viên đã được chỉ dẫn và đào tạo qua. Với các chi tiết trên mô hình có kết cấu đơn giản dễ gặp và gia công.Giúp sinh viên dễ thực hiện, tưởng tượng.
- Hệ thống tổng hợp các kiến thức như: Gia công CNC, tiện, phay, lập trình PLC, thiết kế bản vẽ cơ khí, dung sai, vẽ solidwork, vẽ autocad, khí nén - thủy lực…Hệ thốngcòn là một hệ thống cơ bản, thực tế, gần với chương trình học và được áp dụng vào giảng dạy cho sinh viên. Nên đề tài “Thiết kế kit màn hình HMI-Siemens” là đề tài phù hợp với kiến thức, tay nghề và năng lực của sinh viên.
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN
5.1: Những việc đã làm được:
- Mô hình đề tài “Thiết kế kit màn hình HMI-Siemens” điều khiển bằng PLC và HMI thông qua truyền thông Modbus RTU, truyền thông tín hiệu Analog, truyền thông qua Ethernet và Internet cơ bản hoàn thành vận hành ổn định, không xảy ra lỗi. Đáp ứng được các yêu cầu mà đề tài đặt ra, phát triển thêm một số tính năng mới.
- Khai thác được các tính năng của HMI, PLC, WinCC Unified.
- Kết nối PLC, HMI và truyền thông giữa PLC & HMI.
- Hoàn thành thiết kế các giao diện HMI, WinCC Unified.
- Vẽ được bản vẽ điện và bản vẽ cơ khí, hoàn thành kết nối điện và gia công cơ khí.
- Thiết kế được giao diện điều khiển và giám xác qua HMI, WinCC Unified.
- Tuy bộ KIT còn nhiều hạn chế về sự đa dạng thiết bị cũng như các bài tập thực hành nhưng vẫn đáp ứng được vào thực tiễn. Giúp các em sinh viên khóa sau chuyển đổi kiến thức lý thuyết đã học áp dụng vào thực hành. Tiếp cận các thiết bị chuẩn công nghiệp, bước đầu giúp các em tư duy đọc bản vẽ điện, bản vẽ cơ khí từ cơ bản đến phức tạp.
5.2: Những hạn chế còn tồn tại:
- Vẫn còn nhiều kiến thức chuyên sâu của HMI, PLC, WinCC Unified chưa được xoáy sâu.
- Chưa xây dựng được chương trình khai thác triệt để để tăng chiều sâu cho sinh viên thực hành sau này.
- Mô hình thực hành vẫn còn nhiều hạn chế về thẩm mỹ và độ hoàn thiện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Giáo trình TH Cơ Điện Tử 1 trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng. (Th.s Lê Thị Kiều Nga, Th.s Nguyễn Mậu Tuấn Vương).
- Bài tập thực hành biến tần – HMI (Th.s Trần Nguyễn Cảnh Tân).
- Giáo trình lập trình PLC trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng. (Th.s Nguyễn Mậu Tuấn Vương, Th.s Nguyễn Công Hoàng, Th.s Phan Duy Bằng, KS Lê Nguyễn Hữu Trung).
- Giáo trình TH PLC trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng (TS Nguyễn Thanh Phước, Th.s Hà Lê Như Ngọc Thành).
- Giáo trình Dung sai lắp ghép trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng (TS Đào Khánh Dư, Th.s Lưu Chí Đức, KS Nguyễn Thành Lâm).
- Giáo trình Vẽ kỹ thuật 2 trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng (Th.s Phạm Thị Hạnh).
- Giáo Trình công nghệ khí nén – thủy lực (TS Nguyễn Thanh Phước).
- Truyền thông WinCC Unified với PLC (https://mesidas.com/).
- w3schools.com.
- www.siemens.com.
- SIEMENS-S7-1200 Programmable Controller System Manual.
- https://cache.industry.siemens.com/dl/files/496/68011496/att_14832/v1/6801 1496_html_basics_for_simatic_cpus_en.pdf.
