Báo cáo Lập trình PLC mô hình chiết rót môn Điều khiển logic và PLC | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

lOMoAR cPSD| 58511332
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Trường Điện – Điện tử
Bộ môn: Điều khiển Logic & PLC -------****------ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Đề tài: Lập trình mô hình chiết rót chất lỏng bằng ngôn ngữ Ladder Giảng viên hướng dẫn: Đào Đức Lộc 20212865 Bùi Duy Lợi 20222583 Nhóm 8: Ngô Vi Long 20212862 ThS. Phan Thị Huyền Châu Hà Tùng Lâm 20212569 Bùi Tuấn Linh 20202433 Mục lục
CHƯƠNG 1: MÔ TẢ CÔNG NGHỆ 2 1.1 Mô tả công nghệ 2
1.2 Lựa chọn thiết bị phần cứng 3 1.3 Lập Grafcet 7 1.4 Viết hàm 10 CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH PLC 11 2.1 Chọn PLC 11
2.2 Các thiết bị vào, ra 11 2.3 Lập trình PLC 12 2.4 Kết quả mô phỏng 15 KẾT LUẬN 23
CHƯƠNG 1: MÔ TẢ CÔNG NGHỆ 1.1. Mô tả công nghệ
Hình 1.1: Sơ ồ công nghệ
Một băng truyền nạp chất lỏng như hình vẽ. Khi hoạt ộng nạp ược bắt ầu, xy lanh
A ẩy hộp từ vị trí ban ầu vào buồng nạp chất lỏng (𝑎 → 𝑎 ). Khi hộp cần nạp chất
lỏng vào vị trí, cảm biến 𝑑 báo tín hiệu hộp ã ở vị trí buồng nạp. Lúc này van C – van
lưu lượng lớn và van E – van lưu lượng nhỏ ồng thời ược mở ể nạp chất lỏng vào
hộp. Khi chất lỏng trong hộp ược nạp ến 90% thì cảm biến 𝑑 báo tín hiệu ể van C
óng lại (van E vẫn ược mở). Khi hộp ựng chất lỏng ầy, cảm biến 𝑑 báo tín hiệu hộp
ã ược nạp ầy ể van E óng lại. Ngay sau khi van E ược óng lại, hệ thống sẽ chờ khoảng
thời gian 𝑡 = 5𝑠, sau ó xy lanh A kéo từ vị trí ở buồng nạp về vị trí ban ầu, xy lanh B
ẩy hộp khỏi buồng nạp rồi rút về. Sau khi thực hiện chu trình 2 lần, hệ thống dừng
hoạt ộng, ấn công tắc mở máy ể hệ thống bắt ầu hoạt ộng. Khi xảy ra sự cố, ấn công
tắc dừng ể ngưng hệ thống.
1.2 Lựa chọn thiết bị phần cứng a. PLC Siemens S7-1200
Việc lựa chọn PLC cho hệ thống dịch chuyển phôi sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu
tố, bao gồm kích thước của hệ thống, khối lượng phôi, tốc ộ di chuyển, số lượng
cảm biến và thiết bị ngoại vi cần kết nối, và yêu cầu chức năng của hệ thống. Ta
chọn PLC S7-1200 của Siemens, là một dòng PLC phổ biến ược thiết kế cho các ứng
dụng tự ộng hóa nhỏ và trung bình.
Để thực hiện công nghệ, ta chọn PLC có module CPU 1212C DC/DC/Rly
Hình 1.2. CPU 1212C DC/DC/Rly b. Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận có thể sử dụng ể phát hiện các vật thể trên ường dịch chuyển
phôi hoặc ể giám sát các vị trí trong quá trình sản xuất mà không cần tiếp xúc với vật thể.
Cảm biến tiệm cận hoạt ộng bằng cách sử dụng nguyên lý của trường iện từ.
Cảm biến ược trang bị một ầu dò ược làm bằng vật liệu dẫn iện, ví dụ như kim loại.
Khi có vật thể i qua ầu dò, nó sẽ gây ra thay ổi trong trường iện từ, ó làm cho cảm
biến kích hoạt và gửi tín hiệu ến PLC.
Ta chọn cảm biến tiệm cận Siemens OBT200-18GM60-E4-V1
Hình 1.3. Cảm biến tiệm cận OBT200-18GM60-E4-V1 c. Xylanh khí nén
Xylanh khí nén Airtac SC40x100 thuộc loạt SC series, ược thiết kế ể áp ứng các
yêu cầu ứng dụng công nghiệp thông thường. Xylanh này là một xylanh khí nén
loại double acting, có thể di chuyển theo cả hai chiều. Khi áp lực không khí ược
cung cấp vào xylanh, piston sẽ di chuyển một khoảng 100mm trong ống, tùy thuộc vào iều khiển.
Thông số kỹ thuật của xylanh khí nén Airtac SC40x100 bao gồm:
• Kích thước: 40mm ( ường kính)
• Loại ầu ra: Double acting (hoạt ộng hai chiều)
• Chiều dài di chuyển: 100mm
• Áp suất hoạt ộng: 0.05 - 1.0 MPa • Chất liệu vỏ: Nhôm
• Đường kính piston: 16mm
• Loại trục: Trục tròn
Hình 1.3. Xylanh Airtac SC40x100 d. Nút ấn
Ta chọn nút ấn nhấn nhả IDEC YW1L-M2E10QM3G ể tạo tín hiệu tạm thời cho PLC:
Hình 1.4. Nút ấn IDEC YW1L-M2E10QM3G e. Van lưu lượng nước
Lựa chọn van Uni-D (Model: UW-20) có các thông số kĩ thuật như sau:
• Hãng sản xuất: Uni-D (Taiwan)
• Kích thước: DN20 (Ren 3/4 inch)
• Vật liệu: Đồng thau hoặc inox 304 (tùy phiên bản)
• Điện áp iều khiển: 24V DC, 220V AC (tùy lựa chọn) Áp suất làm việc: 0.5 - 10 bar
• Nhiệt ộ hoạt ộng: 0°C - 80°C (phiên bản tiêu chuẩn)
• Kiểu hoạt ộng: Loại ON/OFF (van mở hoặc óng hoàn toàn). Hình 1.5. Van nước Uni-D 1.3 Lập Grafcet a. Lập Grafcet 1
* Chọn xylanh A di chuyển hộp ở vị trí ban ầu và buồng nạp • A+: ẩy vào • A-: kéo về
* Chọn van lưu lượng lớn C • C+: mở van • C-: óng van
* Chọn van lưu lượng nhỏ E • E+: mở van • E-: óng van
* Chọn xylanh B di chuyển hộp ở vị trí ban ầu và vị trí ể hộp • B+: kéo ra • B-: ẩy vào
* Nút ấn khởi ộng hệ thống: g
* Nút ấn khởi ộng xylanh: m
* Các cảm biến vị trí tương ứng: a0, a1, d1, d2, d3, b0, b1 * Rơle thời gian: t1 (5s) * Bộ ếm counter Mở van lớn (C+) Mở van nhỏ (E+) Đóng van lớn (C-) Đóng van nhỏ (E-) Xylanh B ẩy hộp mới vào (B-) b. Lập Grafcet 2 1.4 Viết hàm {𝑆 = 𝑔 + 𝑏 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑔 + 𝑏 𝑆 + 𝑆 ). 𝑆 {𝑆
= (𝑚 + 𝑎 𝑏 )𝑆 ; 𝑆 = 𝑆 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = [(𝑚 + 𝑎 𝑏 )𝑆 + 𝑆 ]. (𝑆 + 𝑆 ) {𝑆 = 𝑎 𝑑 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑎 𝑑 𝑆 + 𝑆 ). 𝑆 {𝑆 = 𝑎 𝑑 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑎 𝑑 𝑆 + 𝑆 ). 𝑆 {𝑆 = 𝑑 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑑 𝑆 + 𝑆 )𝑆 {𝑆 = 𝑑 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑑 𝑆 + 𝑆 )𝑆 {𝑆 = 𝑡 𝑆 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑡 𝑆 𝑆 + 𝑆 ). 𝑆 {𝑆 = 𝑎 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑎 𝑆 + 𝑆 ). 𝑆 {𝑆 = 𝑏 𝑆 ; 𝑆 = 𝑆
⇒ 𝑓(𝑆 ) = (𝑏 𝑆 + 𝑆 )𝑆 CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH PLC 2.1 Chọn PLC
• Chọn CPU 1212C DC/DC/Rly (6ES7 212-1HE40-0XB0) Version: V4.2
2.2 Các tín hiệu vào, ra: 2.3 Lập trình PLC 2.4 Kết quả mô phỏng
• Nhấn nút Start: Hệ thống hoạt ộng
• Sau khi nhấn nút Start, ta nhả nút Start: Hệ thống vẫn hoạt ộng
• Nhấn nút g, trạng thái ban ầu S0 ược hoạt ộng
• Sau khi nhấn nút g, ta nhả nút g: S0 vẫn hoạt ộng
• Nhấn nút 𝑚, xylanh A ẩy hộp ựng chất lỏng vào vị trí nạp chất lỏng (S1 = 1)
ồng thời tắt trạng thái ban ầu S0:
• Khi xylanh A ã ẩy hộp ựng chất lỏng vào vị trí nạp chất lỏng (𝑎 = 1), cảm
biến 𝑑 nhận tín hiệu hộp ã ở vị trí (𝑑
= 1). Lúc này 2 van C và E ồng thời
ược mở ể nạp chất lỏng (S2 = 1; S3 = 1).
• Khi cảm biến 𝑑 nhận ược tín hiệu hộp ã ược nạp ến 90%, van lưu lượng lớn
C ược óng lại (S2 = 0; S3 = 1; S4 = 1)
• Khi cảm biến 𝑑 nhận ược tín hiệu hộp ã ược nạp ầy, van lưu lượng nhỏ E ược óng lại (S3 = 0; S5 = 1).
• Ngay sau khi van E ược óng (S5 = 1), bộ ếm thời gian sẽ ược hoạt ộng và ếm khoảng thời gian 𝑡
= 5 𝑠. Sau 𝑡 , xylanh A kéo từ vị trí ở buồng nạp về vị trí ban ầu (S6 = 1).
• Sau khi xylanh A kéo từ vị trí ở buồng nạp về vị trí ban ầu, xylanh B ẩy hộp
khỏi buồng nạp (S7 = 1, S6 = 0).