Tải bản đầy đủ (.pdf) (89 trang)

(Đồ án tốt nghiệp) THIẾT kế mô HÌNH GIÁM sát và sản XUẤT tự ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.7 MB, 89 trang )

2022
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu
TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ
TỰ ĐỘNG HĨA

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN
XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB
SERVER

Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tấn Hoà
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phước Hội
Bùi Văn Châu
Mã sinh viên:
1811505520115
1811505520105
Lớp:
18TDH1

Đà Nẵng, 05/2022

TIEU LUAN MOI download :




ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ
TỰ ĐỘNG HĨA

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN
XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB
SERVER

Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tấn Hoà
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phước Hội
Bùi Văn Châu
Mã sinh viên:
1811505520115
1811505520105
Lớp:
18TDH1

Đà Nẵng, 05/2022

TIEU LUAN MOI download :



Nhận xét của người hướng dẫn

TIEU LUAN MOI download :


Nhận xét của doanh nghiệp

TIEU LUAN MOI download :


Nhận xét của người phản biện

TIEU LUAN MOI download :


TĨM TẮT
Tên đề tài: “Thiết kế mơ hình giám sát và sản xuất tự động bánh in qua Web
Server”.
Sinh viên thực hiện 1: Nguyễn Phước Hội
Mã SV: 1811505520115

Lớp: 18TDH1

Sinh viên thực hiện 2: Bùi Văn Châu
Mã SV: 1811505520105

Lớp: 18TDH1

Trong đề tài này, nhóm đã tìm hiểu và nghiên cứu nhiều phương pháp để sản

xuất tự động bánh in từ đó nhóm đã thiết kế thành cơng mơ hình giám sát và sản xuất
tự động bánh in qua Web Server. Mô hình gồm nhiều cơng đoạn, từng cơng đoạn có
mỗi chức năng riêng biệt và từ đó đã tạo ra được những chiếc bánh in hồn thiện. Mơ
hình sử dụng PLC S7-1200 để điều khiển hệ thống, giao diện để điều khiển và giám
sát thông qua Web Server. Đề tài bao gồm những nội dung chính như sau:
 Chương 1: Tổng quan về đề tài
Tìm hiều các phương pháp sản xuất bánh in trong thực tế từ đó đưa ra ý tưởng
xây dựng mơ hình sản xuất tự động bánh in có hệ thống giám sát và điều khiển, nêu ra
các ưu điểm và nhược điểm từ đó đưa ra phương án thiết kế
 Chương 2: Tổng quan về hệ thống
Giới thiệu về PLC S7-1200, cấu tạo PLC, Thiết kế phần cơ, phần điện, phần khí
nén và phần mềm Sketchup
 Chương 3: Lưu đồ thuật toán và sơ đồ đấu dây
Xây dựng được sơ đồ đấu dây, bảng phân công đầu vào đầu ra, giản đồ thời gian
và lưu đồ thuật tốn cho hệ thống
 Chương 4: Phần mềm lập trình PLC và điều khiển động cơ Step
Tìm hiểu về phần mềm TIA Portal V16, kỹ thuật lâp trình và hệ thống động cơ
Step
 Chương 5: Web Server trên PLC S7-1200 và phần mềm Visual Studio Code
Ứng dụng của Web Server trên PLC S7-1200, Khởi tạo tính năng User-defined
Web Server trên PLC, các bước để tạo ra trang web, đọc và gửi giá trị giữa PLC với
trang Web, Giới thiệu về Java Script, HTML, CSS, Chức năng của hàm “WWW” và
các tính năng của Visual Studio Code

TIEU LUAN MOI download :


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ


CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tấn Hoà
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Phước Hội

Mã SV: 1811505520115

Bùi Văn Châu
Mã SV: 1811505520236
1. Tên đề tài: THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN
QUA WEB SERVER.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- PLC SIEMENS S7-1200, động cơ, cảm biến, xilanh…
- Tìm hiểu và chọn ra các linh kiện thích hợp cho đề tài thơng qua sách của Lê
Chí Kiên, “Giáo trình Đo lường cảm biến”, năm 2013, nhà xuất bản Đại Học
Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
- Tìm hiều tài liệu về phần mềm điều khiển và giám sát thơng qua sách của Trần
Văn Hiếu, “Tự Động Hóa PLC S7 – 1200 Với TIA Portal”, năm 2019, nhà xuất
bản khoa học - kỹ thuật.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tìm hiểu về PLC – S7-1200 và phần mềm TIA Portal V16
-

Xậy dựng thuật toán cho hệ thống , viết chương trình điều khiển hệ thống

-


Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên máy tính bằng Web Server

-

Thiết kế và thi cơng mơ hình sản xuất bánh tự động.

-

Chạy thử nghiệm mơ hình và cân chỉnh hệ thống.

-

Báo cáo đề tài tốt nhiệp.

4. Các sản phẩm dự kiến
-

Chương trình điều khiển và giao diện giám sát

-

Mơ hình hoàn thiện

-

Báo cáo thuyết minh.

5. Ngày giao đồ án: Ngày 18 tháng 02 năm 2022.
6. Ngày nộp đồ án: Ngày 14 tháng 06 năm 2022.

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022
Trưởng Bộ môn
Người hướng dẫn

TIEU LUAN MOI download :


LỜI NÓI ĐẦU

Từ những ngày đầu học tập tại giảng đường đại học đến nay, chúng em đã được
thầy cô, bạn bè và các anh chị khóa trên tạo điều kiện hướng dẫn và giúp đỡ rất nhiều
trong quá trình học tập.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy cô giáo Khoa Điện – Điện tử,
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng đã đặt hết tâm huyết truyền đạt
những kiến thức, kỹ năng quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại
trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy ThS. Nguyễn Tấn Hồ dưới sự hướng
dẫn nhiệt tình của thầy đã tạo điều kiện giúp chúng em bổ sung nhiều kiến thức qua
từng học phần ở lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về đề tài. Nhờ có
những lời hướng dẫn, định hướng của thầy mà chúng em đã hoàn thành tốt đề tài tốt
nghiệp đúng thời gian quy định.
Tuy nhiên trong quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành đề tài sẽ khơng
tránh khỏi những sai sót và hạn chế về kỹ năng, kiến thức, chúng em rất mong nhận
được những ý kiến đóng góp quý Thầy cơ giáo để đề tài được hồn thiện và đạt được
kết quả tốt hơn.

i

TIEU LUAN MOI download :



CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đồ án tốt nghiệp “Thiết kế mơ hình giám sát và sản xuất
tự động bánh in qua Web Server”. là cơng trình nghiên cứu của bản thân mình.
Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã được liệt kê và nêu rõ ra
tại phần tài liệu tham khảo. Đồng thời những số liệu hay kết quả trình bày trong đồ án
đều mang tính chất trung thực, khơng sao chép, đạo nhái.
Nếu như sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm và chịu tất cả các kỷ luật của bộ
môn cũng như nhà trường đề ra.
Sinh viên thực hiện

ii

TIEU LUAN MOI download :


MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn
Nhận xét của doanh nghiệp
Nhận xét của người phản biện
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................................. i
CAM ĐOAN ...............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ...................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT ..............................................................viii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................... 3

1.1. Giới thiệu ....................................................................................................... 3
1.2. Sơ đồ khối ...................................................................................................... 4
1.3. Ưu điểm và nhược điểm.................................................................................. 4
1.4. Phương án thiết kế .......................................................................................... 5
1.4.1. Các bước tính tốn thơng số máy làm bánh in ............................................. 5
1.4.2. Nguyên lý hoạt động của máy làm bánh in .................................................. 5
1.4.3. Các vấn đề người thiết kế cần nắm .............................................................. 5
CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ........................................................ 6

2.1. Tổng quan về PLC .......................................................................................... 6
2.1.1. Cấu tạo của PLC.......................................................................................... 6
2.1.5. Giới thiệu về PLC S7-1200 ......................................................................... 9
2.2. Mô tả phần cơ ............................................................................................... 11
2.2.2.

Nhựa Mica, nhựa PVC ....................................................................... 12

2.2.3.

Băng tải .............................................................................................. 13
iii

TIEU LUAN MOI download :



2.2.4.

Aluminum........................................................................................... 13

2.2.5.

Vỏ tủ điện ........................................................................................... 13

2.2.6.

Vịng bi ............................................................................................... 14

2.3. Mơ tả phần điện ............................................................................................ 14
2.3.1.

PLC siemens S7-1200 ......................................................................... 14

2.3.2.

Modulo mở rỗng ngỏ DQ .................................................................... 15

2.3.3.

Nguồn ................................................................................................. 15

2.3.4.

Động cơ .............................................................................................. 16


2.3.5.

Microstep Driver DM556.................................................................... 18

2.3.6.

Rơle 24VDC ....................................................................................... 18

2.3.7.

Quạt .................................................................................................... 19

2.3.8.

Nút nhấn ............................................................................................. 19

2.3.9.

MCB 2 pha ......................................................................................... 20

2.3.10.

Cảm biến tiệm cận kim loại ................................................................ 20

2.4. Phần khí nén ................................................................................................. 21
2.4.1.

Xi lanh khí .......................................................................................... 21

2.4.2.


Van khí ............................................................................................... 22

2.4.3.

Dây khí ............................................................................................... 23

2.4.4.

Máy nén khí ........................................................................................ 23

2.5. Giới thiệu phần mềm Sketchup ..................................................................... 24
CHƯƠNG 3:

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY .......................... 26

3.1. Sơ đồ đấu dây ............................................................................................... 26
3.2. Bảng phân công đầu vào đầu ra .................................................................... 27
3.2.1.

Bảng phân công đầu vào ..................................................................... 27

3.2.2.

Bảng phân công đầu ra ........................................................................ 27

3.3. Giản đồ thời gian .......................................................................................... 27
3.4. Lưu đồ thuật toán.......................................................................................... 28
CHƯƠNG 4:


PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ STEP
29
iv

TIEU LUAN MOI download :


4.1. Phần mềm lập trình PLC- TIA PORTAL ...................................................... 29
4.1.1.

Giới thiệu phần mềm Step 7 Basis ...................................................... 29

4.1.2.

Một số thao tác cơ bản khi làm quen với phần mềm ............................ 30

4.2. Kỹ thuật lập trình .......................................................................................... 32
4.2.1.

Vịng qt chương trình ...................................................................... 32

4.2.2.

Cấu trúc lập trình ................................................................................ 33

4.2.3.

Các khối chức năng trong lập trình ..................................................... 33

4.3. Hệ thống động cơ Step .................................................................................. 34

4.3.1. Động cơ Step là gì ..................................................................................... 34
4.3.2. Khai báo phần cứng cho động cơ ............................................................... 36
CHƯƠNG 5:

WEB-SEVER TRÊN PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀN VISUAL

STUDIO CODE 39
5.1. Giới thiệu về ứng dụng Web Server trên PLC S7-1200 ................................. 39
5.2. USER-DEFIED WEB PAGES ..................................................................... 41
5.2.1.

Khởi tạo tính năng User-defined Web Server trên PLC ....................... 42

5.2.2.

Các bước cơ bản tạo một trang web HTML ........................................ 46

5.3. Chức năng của hàm “WWW” ....................................................................... 48
5.4. Giới thiệu về Java Script, HTML, CSS ......................................................... 49
5.5. Đọc và ghi giá trị giữa PLC với trang Web ................................................... 50
5.5.1.

Đọc giá trị từ PLC lên Web ................................................................. 50

5.5.2.

Ghi giá trị từ trang Web xuống PLC ................................................... 51

5.6. Phần mềm viết code web .............................................................................. 51
5.6.1.


Visual Studio Code là gì?.................................................................... 51

5.6.2.

Một số tính năng của Visual Studio Code ........................................... 51

5.6.3.

Ưu điểm và nhược điểm ...................................................................... 53

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 55

PHỤ LỤC
v

TIEU LUAN MOI download :


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 5.1 Các lệnh căn bản trong HTML .................................................................... 46
Bảng 5.2 Chức năng các file Web .............................................................................. 50
Hình 1.1 Hình bánh in ngồi thực tế [1] ....................................................................... 3
Hình 1.2 Mơ hình máy làm bánh in thực tế .................................................................. 4
Hình 1.3 Sơ đồ khối ..................................................................................................... 4
Hình 2.1 cấu tạo PLC [2] ............................................................................................. 6
Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC [2] ................................................................. 8
Hình 2.3 PLC S7-1200 1214DC/DC/DC .................................................................... 10

Hình 2.4 Thơng số [3] ................................................................................................ 11
Hình 2.5 Hình thép hộp mã kẽm 20*20mm ................................................................ 12
Hình 2.6 Nhựa Mica trong ......................................................................................... 12
Hình 2.7 Nhựa PVC ................................................................................................... 12
Hình 2.8 Băng tải ....................................................................................................... 13
Hình 2.9 Aluminum ................................................................................................... 13
Hình 2.10 Vỏ tủ điện ................................................................................................. 13
Hình 2.11 vịng bi mâm xoay nhơm. .......................................................................... 14
Hình 2.12 PLC 1212 DC/DC/DC ............................................................................... 14
Hình 2.13 Modulo mở rỗng ngỏ DQ .......................................................................... 15
Hình 2.14 Nguồn tổ ong 24VDC................................................................................ 16
Hình 2.15 Động cơ giảm tốc JGY370 ........................................................................ 16
Hình 2.16 Động cơ bước Giảm Tốc Nema 17 ............................................................ 17
Hình 2.17 Microstep Driver DM556 .......................................................................... 18
Hình 2.18 Rơle 24VDC ............................................................................................. 18
Hình 2.19 Quạt .......................................................................................................... 19
Hình 2.20 Nút nhấn ON/OFF ..................................................................................... 19
Hình 2.21 MCB 2 pha ................................................................................................ 20
Hình 2.22 Cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại LJ12A3-4-Z/BX ............................. 20
Hình 2.23: Xi lanh khí ............................................................................................... 21
Hình 2.24 Van điện từ................................................................................................ 22
Hình 2.25 Dây khí nén ............................................................................................... 23
Hình 2.26 Máy nén khí .............................................................................................. 23
Hình 2.27 Bản vẽ mơ hình ......................................................................................... 25
vi

TIEU LUAN MOI download :


Hình 3.1 Sơ đồ đấu dây.............................................................................................. 26

Hình 3.2 Bảng phân cơng đầu vào ............................................................................. 27
Hình 3.3 Bảng phân cơng đầu ra ................................................................................ 27
Hình 3.4 Giản đồ thời gian ......................................................................................... 27
Hình 3.5 Lưu đồ thuật tốn hệ thống .......................................................................... 28
Hình 4.1 SIMATIC STEP 7 Tia Portal....................................................................... 29
Hình 4.2 Giao diện đầu tiên của phần mềm lập trình TIA PORTAL V16 ................... 30
Hình 4.3 Giao diện tổng quan trước khi lập trình ....................................................... 30
Hình 4.4 Giao diện phần cứng ................................................................................... 31
Hình 4.5 Giao diện phần lập trình .............................................................................. 31
Hình 4.6 Tag của PLC ............................................................................................... 32
Hình 4.7 Cấu trúc lập trình......................................................................................... 33
Hình 4.8 Sơ đồ đấu dây PLC-DC Step-Driver ............................................................ 36
Hình 4.9 Khai báo khối Axis cho động cơ Step trên PLC ........................................... 36
Hình 4.10 Chọn xung cho Step .................................................................................. 37
Hình 4. 11 Giới hạn xung và tốc độ cho Step ............................................................. 37
Hình 4.12 Giới hạn xung và tốc độ khi dừng khẩn cấp ............................................... 38
Hình 5.1 Cơ chế truy cập Webserver qua Internet ...................................................... 39
Hình 5.2 Cấu trúc một Web Server [4] ....................................................................... 40
Hình 5.3 Mơ hình đọc và gửi dữ liệu qua Web Server [4] .......................................... 41
Hình 5.4 Bật chức năng web server trên phần mềm ................................................... 42
Hình 5.5 Lưu thư mục HTML vào file ....................................................................... 42
Hình 5.6 Gọi file HTML vào chương trình PLC ........................................................ 43
Hình 5.7 Các Data Block được tạo từ file HTML....................................................... 44
Hình 5.8 Biên dịch và tạo file Data Block .................................................................. 44
Hình 5.9 Mã hóa file HTML trong PLC .................................................................... 45
Hình 5.10 Các khối DB được tạo từ file HTML ......................................................... 45
Hình 5.11 Ứng dụng định dạng trong HTML ............................................................. 47
Hình 5.12 Khối lệnh WWW....................................................................................... 48
Hình 5.13 Đồng hóa dữ liệu với trang người dùng ..................................................... 49
Hình 5.14 Giao diện làm việc của phần mền Visual Studio Code ............................... 52

Hình 5.15 Giao diện điều khiển và giảm sát trên Web Server..................................... 53

vii

TIEU LUAN MOI download :


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

PLC: Programmable Logic Controller (Tiếng Việt: Bộ điều khiển Logic có thể lập
trình được).
CPU: Central Processing Unit
CNC: viết tắt cho Computer Numerical Control (điều khiển bằng máy tính)
AC: Alternating Current gọi là dịng điện xoay chiều.
DC: Direct Current gọi là “Dòng điện một chiều”.
HTML: Hyper Text Markup Language, hay là "Ngôn ngữ Đánh dấu Siêu văn bản"
CSS: Cascading Style Sheets

viii

TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa, đặc biệt là sự kết hợp
mạnh mẽ giữa cơ khí, tự động hóa, điện – điện tử, cơng nghệ thơng tin… nhằm đem
lại những giá trị hiệu quả thiết thực và cao nhất vào đời sống. Nhất là trong sản xuất

các mặt hàng tiêu dùng và sản xuất thực phẩm, các hệ thống máy tự động chiếm vai trò
then chốt trong việc giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất.
 Mục đích đề tài
Đề tài “Thiết kế mơ hình giám sát và sản xuất tự động bánh in qua Web
Server”. Thứ nhất, được xem là một trải nghiệm thực sự để nhóm có thể vận dụng
những kiến thức đã học tập và nghiên cứu nhằm cho ra một sản phẩm thật sự hữu ích
và có giá trị sử dụng. Thứ hai, việc chọn và thực hiện đề tài nhằm múc đích giải quyết
trong việc giảm giá thành sản phẩm và tăng chất lượng sản phẩm, đó cũng là lý do và
mục đích đề ra để nhóm thực hiện đề tài đạt được.
 Mục tiêu đề tài
Xây dựng được mơ hình hệ thống hoạt động một cách tự động.
Thiết kế mô hình phần cứng.
Xây dựng chương trình điều khiển dùng phần mềm TIA Portal V16.
Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên Web Server.
 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài có sử dụng kiến thức chun mơn ngành tự động hóa, cơng nghệ thơng tin,
cơng nghệ thực phẩm. Đối tượng nghiên cứu cụ thể là:
Lập trình PLC SIEMENS.
Lập trình Web.
Thiết kế và đấu nối hệ thống điện.
Thu thập các thông tin, dữ liệu đưa lên trang Web.
Kiểm tra chạy thử, tìm hiểu nguyên nhân và khắc phục các lỗi xảy ra, bổ sung
tính năng, tối ưu hóa.
Thu thập thông tin từ nhiều nguồn như Internet, sách tham khảo.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 1


TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

 Giới hạn đề tài
Đề tài “Thiết kế mơ hình giám sát và sản xuất tự động bánh in qua Web
Server” là đề tài khả mới mẻ trong sản xuất tự động với kiến thức cũng như trình độ
chun mơn của nhóm thực hiện đề tài còn giới hạn và nhiều yếu tố khách quan
khác… Chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bản thuyết minh cũng như mơ
hình đồ án này, nhưng chỉ giải quyết được những vấn đề chính đặt ra:
-

Thiết kế, tính tốn bố trí các chi tiết và vật tư của máy làm bánh in.
Tính tốn góc quay và vị trí chuẩn cho động cơ Step.
Đấu nối đường điện và đường khí cho máy làm bánh in.
Lập trình bộ điều khiến PLC Siemens S7-1200.
Lập trình thiết kế trang Webserver để điều khiển
Hệ thống dừng ở lại mức mơ hình

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 2

TIEU LUAN MOI download :



THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Giới thiệu
Bánh in là loại bánh người Quảng Nam thường hay làm vào những ngày giỗ,
chạp, nhất là vào dịp tết cổ truyền để cúng tổ tiên, ông bà. Bánh được làm từ nguyên
liệu bột nếp và đường mía vàng, bánh được sử dụng phổ biến ở mọi nơi. Tuy bánh in
dễ làm, ai cũng làm được nhưng rất mất thời gian. Bánh in chủ yếu được làm thủ cơng
bằng tay được ơng bà ngày xưa làm.

Hình 1.1 Hình bánh in ngồi thực tế [1]
Hiện tại trên thị trường bánh in thường được làm chủ yếu bằng thủ cơng với năng
suất thấp, độ chính xác khơng cao và tốn q nhiều nhân cơng để làm bánh. Vì vậy,
nhóm em đã lên ý tưởng và chọn đề tài Máy làm bánh in. Máy có các chức năng cơ
bản như sau:
-

Khuấy bột trong phễu.
Cho bột vào từng khuôn.
Ép bột ở khuôn.
Sấy bánh.
Đưa bánh vào khay.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 3


TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

Hình 1.2 Mơ hình máy làm bánh in thực tế

1.2. Sơ đồ khối

Hình 1.3 Sơ đồ khối
Nguyên liệu gồm có: bột năng, bột nếp, đường mịn…
Khuôn: được làm từ nhựa Mica và nhựa PVC.
Máy ép: dùng xi lanh khí nén.
Lị sấy: sử dụng quạt .

1.3. Ưu điểm và nhược điểm
Máy sở hữu những ưu điểm sau:

Nâng cao hiệu suất làm việc, nhiều sản phẩm hơn trong khoảng thời gian
ngắn, đem lại lợi nhuận cao.


Hệ thống tự động mang đến độ chính xác cao hơn việc sản xuất thủ cơng.

Bên cạnh ưu điểm thì máy có những nhược điểm sau:

Chi phí cao, khá cồng kềnh.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu


GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 4

TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER



Các hệ thống cảm biến phức tạp, địi hỏi người vận hành phải có chun
mơn khi máy gặp sự cố.

1.4. Phương án thiết kế
Từ các ưu và nhược điểm nhóm đã đưa ra phương án thiết kế máy làm bánh:
1.4.1. Các bước tính tốn thơng số máy làm bánh in
Bước 1: Phân tích máy làm bánh in, đưa ra phương án tối ưu nhất.
Bước 2: Thiết kế hệ thống trên bản vẽ, bố trí vị trí các thiết bị, chọn vật liệu.
Bước 3: Tính tốn lượng bột.
Bước 4: Dựa trên các thông số lựa chọn thiết bị cho phù hợp. Ví dụ như: Động cơ
khuấy bột, các cảm biến, xi lanh, băng tải các loại….
1.4.2. Nguyên lý hoạt động của máy làm bánh in
Đầu tiên bột sẽ được trộn sẵn đủ các nguyên vật liệu cần thiết, khâu này được
tách biệt. Sau đây là quy trình hoạt động của máy làm bánh.
Đầu tiên bột sẽ được đưa vào phễu bột chờ sẵn  Khi có tín hiệu khởi động (nút
nhấn tại tủ, Web)  Mâm xoay về vị trí cố định ban đầu được định sẵn  Sau khi
mâm xoay về vị trí Home, kích động cơ bột quay đưa bột xuống khuôn  Đủ lượng
bột ở khn mâm xoay sang vị trí mới  Mâm dừng, kích xi lanh nén bánh  Sau khi
xi lanh nén bánh xong mâm sẽ xoay sang vị trí mới  Mâm dừng kích xi lanh đẩy

bánh lên đồng thời kích xi lanh đẩy bánh ra băng tải  Bánh được sấy trong lị Kết
thúc q trình làm bánh.
1.4.3. Các vấn đề người thiết kế cần nắm
 Tính tốn thông được các thông số động cơ băng tải, động cơ bột, động cơ
bước, nhiệt độ sấy, các loại cảm biến phụ hợp, thơng số xi lanh…
 Chọn vị trí phù hợp để lắp đặt các thiết bị.
 Xác định được th.ơng số và kích thước bánh.
 Các thiết bị điều khiển như PLC, Biến tần, các relay …
 Ngân sách dành cho việc mua thiết bị.
 Dự tính được số lượng vật tư như sắt, thép,…
 Biết sử dụng các phần mềm thiết kế, phần mềm lập trình liên quan.
 Bám sát với thực tế.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 5

TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

2.1. Tổng quan về PLC
PLC là từ viết tắt của “Programmable logic controller” được dịch sang tiếng
việt là bộ điều khiển logic khả trình, hay được gọi là bộ điều khiển lập trình. PLC cho
phép sử dụng linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình để

thực hiện các sự kiện theo một quy trình. Trong thực tế, chúng ta có thể hiểu PLC như
một cụm các relay được tập hợp, thu nhỏ lại và được nâng cấp, thông minh hơn (smart
relay). Ngôn ngữ lập trình PLC rất phong phú và đa dạng, tuy nhiên phổ biến nhất là
ladder, state logic, C,..
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều
phiên bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với bài
tốn đơn giản hay phức tạp. Ngồi ra cịn có các bộ ghép mở rộng cho phép ghép
nhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo
thành một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển một q trình
cơng nghệ phức tạp hay tồn bộ một phân xưởng sản xuất.
2.1.1. Cấu tạo của PLC

Hình 2.1 cấu tạo PLC [2]
SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 6

TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

 Trái tim của hệ thống PLC là CPU (Central Processing Unit “Bộ xử lý trung
tâm”). Nó được tạo thành từ một thành phần điều khiển và bộ xử lý. Bộ điều
khiển CPU quản lý sự tương tác giữa các thành phần phần cứng PLC khác
nhau trong khi bộ xử lý CPU xử lý tất cả việc xử lý số và thực thi chương
trình (ví dụ: ladder logic).
 Luồng dữ liệu là từ các thiết bị đầu vào (input devices), qua bộ xử lý CPU

(CPU processor) và sau đó đến các thiết bị đầu ra (output devices). Bộ xử lý
CPU cũng trao đổi dữ liệu với chương trình và bộ nhớ dữ liệu (program &
data memory). Khi tất cả dữ liệu được thu thập, chương trình được xử lý
theo kiểu tuần hồn. Dữ liệu kết quả xuất đến giao diện đầu ra để điều chỉnh
và thực thi điều khiển các thiết bị đầu ra.
 CPU cũng kiểm soát và trao đổi dữ liệu với giao diện truyền thông
(communication interface) và các thiết bị khác.
 Một hệ thống giải quyết (addressing system) được sử dụng để tổ chức dữ
liệu được chia sẻ giữa các thành phần phần cứng khác nhau.
 Một thiết bị đầu cuối lập trình (programming terminal) được sử dụng để viết
chương trình PLC, tải chương trình vào bộ điều khiển và giám sát/điều
khiển PLC và chương trình của nó.
 Bộ nguồn (power supply) chịu trách nhiệm cung cấp và quản lý các yêu cầu
năng lượng cho các thành phần phần cứng PLC khác nhau.
2.1.2. Nguyên lý hoạt động
PLC nhận thông tin từ các cảm biến được kết nối hoặc thiết bị đầu vào, xử lí dữ
liệu và kích hoạt đầu ra dựa trên các tham số được lập trình sẵn. Tùy thuộc vào đầu
vào và đầu ra, PLC có thể giám sát và ghi lại dữ liệu thời gian chạy như năng suất máy
hoặc nhiệt độ trong quá trình vận hành, tự động khởi động và dừng quá trình, tạo báo
động nếu máy gặp trục trặc và hơn thế nữa. Bộ điều khiển logic khả trình là một giải
pháp điều khiển linh hoạt và mạnh mẽ, có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 7

TIEU LUAN MOI download :



THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC [2]
2.1.3. Phương án thiết kế
Ưu điểm:
 PLC dễ dàng tạo luồng ra và chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa
chữa.
 Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu
được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle.
 Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng.
 Khơng như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng điều
khiển, chứ khơng phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện đa chức
năng.


Thực hiện nối trực tiếp.



Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống.



Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ.



Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch khơng tiếp điểm nên
độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm.


SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 8

TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

Nhược điểm:
 Do chưa tiêu chuẩn hố nên mỗi cơng ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các
ngơn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất tồn cục về hợp
thức hố.
 Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn
khi sử dụng bằng phương pháp rơle.
2.1.4. Ứng dụng của PLC
Bộ lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực,
nhiều loại máy móc như: máy in, máy đóng gói, máy đánh sợi, máy se chỉ, máy chế
biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao, hệ thống phân bổ giám sát trong dây chuyền sản
xuất, bơm, xử lý nước thải, giám sát năng lượng, hệ thống điện, dây chuyền đóng gói.
Dùng trong cơng nghệ điều khiển cánh tay robot: ví dụ như gắp phôi từ băng tải
bỏ qua bàn gia công của máy CNC, hay điều khiển robot đưa đổ vật liệu vào băng tải,
hoặc thực hiện các việc đóng hộp, dán tem nhãn…
Ngồi ra, người ta cịn sử dụng PLC trong các ứng dụng giám sát các quá trình
trong các nhà máy mạ, các dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử trong các nhà máy, dây
chuyền kiểm tra chất lượng sản phẩm… bằng các cơng tắc hành trình hoặc các cảm
biến.

2.1.5. Giới thiệu về PLC S7-1200
PLC S7 – 1200 là một dòng PLC mới của SIEMENS, là thiết bị tự động hóa đơn
giản nhưng có độ chính xác cao. Thiết bị PLC Siemens S7 – 1200 được thiết kế dưới
dạng các module nhỏ gọn, linh hoạt, phù hợp cho đa dạng các ứng dụng. Dịng S7 –
1200 có một giao diện truyền thông đáp ứng tiêu chuẩn cao nhất của truyền thơng
cơng nghiệp và đầy đủ các tính năng cơng nghệ mạnh mẽ tích hợp sẵn làm cho nó trở
thành một giải pháp tự động hóa hồn chỉnh và tồn diện. dịng sản phẩm SIMATIC
S7-1200 thích hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, cấp độ từ nhỏ đến trung
bình. Đặc điểm nổi bật là nó được tích hợp sẵn cổng truyền thơng Profinet (Ethernet),
sử dụng chung một phần mềm Simatic Step 7 Basic cho việc lập trình PLC và các màn
hình HMI. Điều này giúp cho việc thiết kế, lập trình, thi cơng hệ thống điều khiển
được nhanh chóng, đơn giản.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 9

TIEU LUAN MOI download :


THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH IN QUA WEB SERVER

Hình 2.3 PLC S7-1200 1214DC/DC/DC
Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
-

3 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.


-

2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU.

-

13 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.

-

Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24
VDC.

Đặc điểm kỹ thuật:
 S7-1200 có 5 dịng là CPU 1211C, CPU 1212C và CPU 1214C, CPU 1215C,
CPU 1217C.
-

PLC S7-1200 CPU 1211C có bộ nhớ làm việc 50KB work memory.

-

PLC S7-1200 CPU 1212C có bộ nhớ làm việc 75KB work memory.

-


PLC S7-1200 CPU 1214C có bộ nhớ làm việc 100KB work memory.

-

PLC S7-1200 CPU 1215C có bộ nhớ làm việc 125KB work memory.

-

PLC S7-1200 CPU 1217C có bộ nhớ làm việc 150KB work memory.

SVTH: Nguyễn Phước Hội, Bùi Văn Châu

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Hoà

Trang 10

TIEU LUAN MOI download :


×