Lập trình điều khiển cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng siemens 1200

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO
CHIỀU CAO................................................................................................................4
1.1 Giới thiệu về hệ thống sản xuất tự động...........................................................4
1.1.1 Giới Thiệu Chung.........................................................................................4
1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa..........................................................6
1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay.. .7
1.2 Giới thiệu về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao............................10
1.2.1 Đặt Vấn Đề..................................................................................................10
1.2.2 Nội Dung Thiết Kế......................................................................................11
1.2.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được........................................................................11
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ....................................................12
2.1 Giới thiệu chung về plc s7-1200.......................................................................12
2.1.1 Khái niệm chung PLC.................................................................................12
2.2 Các module trong hệ plc s7-1200.....................................................................12
2.2.1 Giới thiệu về các module CPU....................................................................12
2.2.2 Sign board của PLC SIMATIC S7-1200....................................................13
2.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số.....................................................................14
2.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự...........................................................14
2.2.5 Module truyền thông...................................................................................14
2.2.6 Một số lệnh cơ bản trong PLC....................................................................14
2.3 Phần mềm tia portal.........................................................................................19
2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI.....19
2.3.2 Kết nối qua giao thức TCP/IP.....................................................................19
2.3.3 Cách tạo một Project...................................................................................19
CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ........................25
3.1 Ý tưởng thiết kế................................................................................................25
3.2 Phân tích và chọn phương án thiết kế.............................................................25
3.2.1 Hệ Thống Băng Tải.....................................................................................25
3.2.2 Phương Án Lựa Chọn Cảm Biến Sản Phẩm.............................................27

3.2.3 Lựa chọn tay gắp sản phẩm........................................................................28
1


3.2.4 Các thiết bị điều khiển................................................................................29
3.2.5 Bộ điều khiển trung tâm.............................................................................31
CHƯƠNG 4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG..............................................32
4.1. Sơ đồ khối của hệ thống..................................................................................32
4.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.................................................................32
4.3. Phân tích nguyên lý hoạt động của cánh tay gắp phân loại.........................33
4.4. Sơ đồ khối của hệ thống..................................................................................34
4.5. Sơ đồ thuật toán của hệ thống........................................................................35
4.6. Sơ đồ đấu dây...................................................................................................36
4.7. Phân cơng địa chỉ vào ra.................................................................................36
4.8. Chương trình điều khiển.................................................................................37
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.............................................................49
KẾT LUẬN.............................................................................................................49
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................50

2


DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Dây chuyền sản xuất sữa Vinamilk
Hình 1.2. Robot hàn trên dây chuyền sản xuất tự động
Hình 1.3. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu
Hình 1.4. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo vật liệu
Hình 2.1. CPU PLC S7 1200
Hình 2.2. Module xuất nhập tín hiệu số
Hình 2.3. Module tương tự

Hình 2.4. Module truyền thơng
Hình 2.5. Timer tạo xung
Hình 2.6. Timer có nhớ.
Hình 2.7. Timer TOF
Hình 2.8. Counter đếm lên
Hình 2.9. Counter đếm xuống
Hình 2.10. Counter đếm lên xuống
Hình 2.11. Phần mềm TIA
Hình 2.12. Tạo Project mới
Hình 2.13. Nhập tên Project
Hình 2.14. Nhấn tạo Project
Hình 2.15. Chọn thiết bị mới
Hình 2.16. Chọn loại CPU
Hình 2.17. Thiết bị mới được tạo
Hình 2.18. Cửa số viết chương trình
Hình 2.19. Tạo tag
Hình 2.19. Viết chương trình
Hình 2.20. Nạp chương trình xuống PLC SIM
Hình 2.21. Nạp chương trình xuống PLC
Hình 3.1. Sơ đồ cơng nghệ
1


Hình 3.2. Băng tải
Hình 3.3. Động cơ một chiều
Hình 3.4. Cảm biến quang
Hình 3.5. Rơ le
Hình 3.6. Van khí nén
Hình 3.7. Van tiết lưu
Hình 3.8. Đèn, nút ấn

Hình 3.9. PLC S7 1200
Hình 4.1. Sơ đồ cơng nghệ
Hình 4.2. Cấu tạo tay gắp
Hình 4.3. Sơ đồ khối của hệ thống
Hình 4.4. Sơ đồ thuật tốn
Hình 4.5. Sơ đồ đấu dây.
Bảng 1. Phân công địa chỉ vào ra

2


LỜI NĨI ĐẦU
Hiện nay trong cơng nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự
động hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều
khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ...). Mặt khác, nhờ công nghệ thông tin
và công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị
điều khiển khả trình PLC. Điều đó có thể khẳng định chiến lược phát triển toàn
diện về khoa học và cơng nghệ, đồng thời từ đó có cái nhìn tổng quan hơn, bao
quát hơn, hướng đến sự phát triển toàn diện trong các lĩnh vực nhằm theo kịp sự
phát triển của các nước trong khu vực. Từ đó áp dụng các biện pháp công nghệ,
những thành quả đã đạt được ứng dụng vào trong phát triển công nghiệp một
cách hiểu quả nhất.
Để thực 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 cơng nghệ lập trình PLC giảm sức lao động của công nhân mà
sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua đồ án tốt
nghiệp nhóm chúng em sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào
“Thiết kế thi cơng mơ hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”.
Mơ hình của nhóm chúng em được xây dựng từ các mơ hình tham khảo.
Vì kiến thức cịn hạn chế và thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án của nhóm

chúng em chưa thể phát huy được hết ý tưởng vào trong mơ hình “Thiết kế mơ
hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Rất phức tạp về cơ khí
và rất khó để thực hiện. Ở đây nhóm chúng em xin đưa ra một mơ hình thu nhỏ
của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ khơng cao. Rất mong sự giúp đỡ của thầy
cô giáo, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Võ Minh Thông đã hướng dẫn chúng em
thực hiện đồ án này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
THEO CHIỀU CAO
1.1 Giới thiệu về hệ thống sản xuất tự động.
1.1.1 Giới Thiệu Chung.
1.1.1.1 Đặt Vấn Đề.
Ngày nay cùng với sự phát triển của các nghành khoa học kỹ thuật, trong
đó điều khiển tự động đóng vai trị hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa
học kỹ thuật, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin... Do đó
chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào
sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ
thuật điều khiển tự động nói riêng. Một trong những khâu tự động trong dây
chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng
tải vận chuyển và sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm. Tuy nhiên đối
với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hồn tồn chưa được
áp dụng trong những khâu phân loại, đóng bao bì mà vẫn cịn sử dụng nhân
cơng, chính vì vậy cho ra năng suất thấp chưa đạt hiểu quả cao. Từ những điều
đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến thức mà chúng em đã
học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời
vẫn đảm bảo được độ chính xác cao. Nên chúng em quyết định thiết kế và thi

cơng mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm vì nó rất gần gũi với
thực tế, vì trong thực tế có nhiều sản phẩm được sản xuất ra địi hỏi phải có kích
thước tương đối chính xác và nó thật sự có ý nghĩa đối với chúng em, góp phần
làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với sự phát triển
của thế giới.
1.1.1.2 Tự Động Hóa.
Tự động hóa là dùng để chỉ một cơng việc được thực hiện mà khơng có sự
giúp đỡ của bất kỳ sự can thiệp trực tiếp của con người. Tự động hóa có nghĩa là
thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt với sự giúp đỡ của mạch điện truyền động điện.
Tự động hóa đã ln ln chứng tỏ là một ý tưởng có hiệu quả đối với hầu hết
các nghành cơng nghiệp và các cơng ty, mà đối phó với sản xuất, vốn và hàng
hóa tiêu dùng. Bất kỳ loại hình sản xuất sẵn sàng tạo ra điều kiện thuận lợi bằng
cách tự động hóa. Hệ thống tự động hóa là một hệ thống có cả điện – điện tử và
cơ khí. Ví dụ điều khiển băng tải phân loại sản phẩm thì có 2 phần đó là phần cơ
khí và phần điện. Phần cơ khí gồm có băng tải, cánh tay cịn phần điện là tồn
4


bộ hệ thống như cấp điện cho động cơ hoạt động, cấp điện cho role đóng mở các
van khí. Như vậy, tự động hóa chính là q trình thay thế tác động cơ bắp của
con người khi thực hiện các q trình cơng nghệ chính hoặc các chuyển động
chính bằng máy.
1.1.1.3 Vai Trị Của Tự Động Hóa.
Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng cao
năng suất lao động. Trong mọi thời đại, các q trình sản xuất ln được điều
khiển theo các quy luật kinh tế. Có thể nói giá thành là một trong những yếu tố
quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa. Khơng một sản phẩm nào
có thể cạnh tranh được nếu giá thành sản phẩm cao hơn các sản phẩm cùng loại
mà có tính năng tương đương với các hãng khác. Trong bối cảnh nền kinh tế
đang phải đối phó với các hiện tượng như lạm phát, chi phí cho vật tư, lao động,

quảng cáo và bán hàng ngày càng tăng buộc công nghiệp chế tạo phải tìm kiếm
các phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản phẩm. Mặc khác nhu cầu
nâng cao chất lượng sản phẩm sẽ làm tăng mức độ phức tạp của q trình gia
cơng. Khối lượng các cơng việc đơn giản cho phép trả lương thấp sẽ giảm nhiều.
Chi phí cho đào tạo nhân công và đội ngũ phục vụ, giá thành thiết bị cũng tăng
theo. Đây là động lực mạnh kích thích sự phát triển của tự động hóa.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất.
Các quá trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động sống rất dễ mất ổn định về
giờ giấc, về chất lượng gia công và năng suất lao động, gây khó khăn cho việc
điều hành và quản lý sản xuất. Các quá trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ
các nhược điểm trên. Đồng thời tự động hóa đã thay đổi tính chất lao động, cải
thiện điều kiện làm việc của công nhân, nhất là trong các khâu độc hại, nặng
nhọc, có tính lặp đi lặp lại nhàm chán, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao
động trí óc và lao động chân tay.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động
sản xuất hiện đại. Với các loại sản phẩm có số lượng lớn như đinh, bóng đèn
điện... thì khơng thể sử dụng các q trình sản xuất thủ công để đáp ứng sản
lượng yêu cầu với số lượng nhỏ nhất.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép thực hiện chun mơn hóa
và hốn đổi sản xuất. Chỉ có một số ít sản phẩm phức tạp là được chế tạo hoàn
toàn bởi một nhà sản xuất. Thông thường một hãng sẽ sử dụng nhiều nhà thầu để
cung cấp các bộ phận riêng lẻ cho mình, sau đó tiến hành liên kết, lắp ráp thành
sản phẩm tổng thể. Các sản phẩm phức tạp như ôtô, máy bay… Nếu chế tạo theo
5


phương thức trên sẽ có rất nhiều ưu điểm. Các nhà thầu sẽ chuyên sâu hơn với
các sản phẩm của mình. Việc nghiên cứu, cải tiến chỉ phải thực hiện trong một
vùng chun mơn hẹp, vì thế sẽ có chất lượng cao hơn, tiến độ nhanh hơn . Sản
xuất của các nhà thầu có điều kiện chuyển thành sản xuất hàng khối. Do một nhà

thầu tham gia vào quá trình sản xuất một sản phẩm phức tạp nào đó có thể đóng
vai trị như một nhà cung cấp cho nhiều hãng khác nhau, nên khả năng tiêu
chuẩn hóa sản phẩm l à rất cao. Điều này cho phép ứng dụng nguyên tắc hoán
đổi một trong các điều kiện cơ bản dẫn tới sự hình thành dạng sản xuất hàng
khối khi chế tạo các sản phẩm phức tạp, số lượng ít. Tuy nhiên, cũng không nên
quá đề cao tầm quan trọng của tiêu chuẩn hố. Khơng có tiêu chuẩn hóa trong
sản xuất chỉ có thể gây cản trở cho việc hốn chuyển ở một mức độ nhất định,
làm tăng tiêu tốn thời gian cho các quá trình sản xuất các sản phẩm phức tạp chứ
khơng thể làm cho các q trình này khơng thể thực hiện được. Có thể nói tự
động hóa giữ một vai trị quan trọng trong việc thực hiện tiêu chuẩn hóa bởi chỉ
có nền sản xuất tự động hóa mới cho phép chế tạo các sản phẩm có kích cỡ và
đặc tính khơng hoặc ít thay đổi với số lượng lớn một cách hiệu quả nhất.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép thực hiện cạnh tranh và đáp
ứng điều kiện sản xuất. Nhu cầu về sản phẩm sẽ quyết định mức độ áp dụng tự
động hóa cần thiết trong q trình sản xuất. Đối với sản phẩm phức tạp như tàu
biển, giàn khoan dầu và các sản phẩm có kích cỡ , trọng lượng rất lớn khác, số
lượng sẽ rất ít. Thời gian chế tạo kéo dài từ vài tháng đến vài năm. Khối lượng
lao động rất lớn. Việc chế tạo chúng trên các dây chuyền tự động cao cấp là
không hiệu quả và khơng nên. Mặt khác các sản phẩm như bóng đèn điện, ơtơ,
các loại dụng cụ điện dân dụng thường có nhu cầu rất cao tiềm năng thị trường
lớn, nhưng lại được rất nhiều hãng chế tạo. Trong nhiều trường hợp, lợi nhuận
riêng của một đơn vị sản phẩm là rất bé. Chỉ có sản xuất tập trung với số lượng
lớn trên các d ây chuyền tự động, năng suất cao mới có thể làm cho giá thành
sản phẩm thấp, hiệu quả kinh tế cao. Sử dụng các quá trình sản xuất tự động hóa
trình độ cao trong những trường hợp này là rất cần thiết. Chính yếu tố này là
một tác nhân tốt kích thích q trình cạnh tranh trong cơ chế kinh tế thị trường.
Cạnh tranh sẽ loại bỏ các nhà sản xuất chế tạo ra các sản phẩm chất lượng thấp,
giá thành cao. Cạnh tranh bắt buộc các nhà sản xuất phải cải tiến công nghệ, áp
dụng tự động hóa các q trình sản xuất để tạo ra sản phẩm tốt hơn với giá rẻ
hơn. Có rất nhiều ví dụ về các nhà sản xuất khơng có khả năng hoặc không

muốn cải tiến công nghệ và áp dụng tự động hóa sản xuất nên dẫn đến thất bại
trong thị trường.
6


1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa.
1.1.2.1 Khái Niệm.
Dây chuyền sản xuất tự động có những đặc điểm sau:
+ Là hệ thống thiết bị để sản xuất một hay vài loại sản phẩm nhất định với
sản lượng lớn.
+ Hệ thống thiết bị này tự động thực hiện các nhiệm vụ gia cơng theo quy
trình cơng nghệ đã định, chỉ cần người theo dõi và kiểm tra.
+ Nguyên liệu hay bán thành phần lần lượt dời chỗ theo nhịp sản xuất từ
vị trí gia cơng này đến vị trí gia cơng khác theo một cơ cấu chuyển động nào đó.
Theo lịch sử phát triển tự động hóa thì các dây chuyền tự động đã có trong thực
tế là:
+ Dây chuyền các máy vạn năng cải tiến.
+ Dây chuyền gồm các máy chuyên dùng.
+ Dây chuyền gồm các máy tổ hợp.
+ Dây chuyền gồm các máy chun mơn hóa.
+ Dây chuyền gồm các máy CNC.
1.1.2.2 Cơ Cấu Vận Chuyển Phôi Trên Băng Chuyền.
Để vận chuyển loại phôi không quay lúc gia công, người ta thường dùng các cơ
cấu sau
+ Cơ cấu thanh tịnh tiến có chấu đẩy.
+ Cơ cấu thanh tịnh tiến và quay có các chấu kẹp và đẩy.
+ Cơ cấu tay địn có má kẹp nâng kiểu khớp.
+ Cơ cấu đẩy thủy lực.
+ Băng tải, tải xích.
1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay.

1.1.3.1 Một Số Ví Dụ Về Sản Xuất Tự Động Hiện Nay.
1.1.3.1.1 Hệ Thống Sản Xuất Sữa.

7


Hình 1.1. Dây chuyền sản xuất sữa Vinamilk
VINAMILK hiện nay đang sở hữu dây chuyền sản xuất hiện đại nhất Việt
Nam. Tồn bộ dây chuyền máy móc thiết bị của công ty đều dựa trên công nghệ
tiên tiến của các nước trên thế giới mà không ngừng được nâng cao chất lượng,
đảm bảo cung cấp đủ cho thị trường trong nước và cả nước ngoài.
1.1.3.1.2 Hệ Thống Hàn, Cắt Tự Động.

Hình 1.2. Robot hàn trên dây chuyền sản xuất tự động
Dây chuyền sản xuất tự động trong công nghiệp ngày càng hiện đại, có mức độ
tự động hóa ngày càng cao, năng suất làm việc chất lượng sản phẩm ngày càng
được nâng lên, vai trị cơng nhân ngày càng được thay thế bởi máy móc. Do đó
hiệu quả làm việc tăng đáng kể.
1.1.3.2 Một Số Ví Dụ Về Mơ Hình Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay.
1.1.3.2.1 Hệ Thống Phân Loại Theo Màu

8


Hình 1.3. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng cảm biến màu sắc để phân biệt các sản
phẩm có màu sắc khác nhau.
Nhận xét: Hệ thống có khả năng phát hiện màu sắc nên thuận lợi cho việc phân
biệt các sản phẩm có màu sắc khác nhau.
Ứng dụng: Được ứng dụng rộng rãi vào các dây chuyền phân loại sản

phẩm theo màu sắc trong thực tế để tăng khả năng phân loại được nhiều loại sản
phẩm với màu sắc khác nhau như phân loại thuốc...
1.1.3.2.2 Hệ Thống Phân Loại Theo Vật Liệu.

Hình 1.4. Dây chuyền phân loại sản phẩm theo vật liệu
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng cảm biến từ trường để phát hiện các vật
thể có tính kim loại hay khơng (đồng, thép và sắt...).
Nhận xét: Hệ thống có khả năng phân biệt được tính chất của sản phẩm, ngay cả
khi sản phẩm đóng gói nên việc phân loại sản phẩm dễ thực hiện.
Ứng dụng: Hệ thống được ứng dụng vào thực tế để phân loại các hộp
chứa gia vị, phân loại vật liệu...
9


KẾT LUẬN: Tự động hóa trong sản xuất mang lại hiệu quả cao, năng
suất chất lượng sản phẩm được tăng lên, giá thành sản phẩm được giảm, lao
động cơ bắp của con người dần được thay thế. Quá trình sản xuất được vận hành
một cách tự động theo một trình tự nhất định, nhờ đó đẩy mạnh được chun
mơn hóa trong sản xuất góp phần đưa đất nước phát triển theo hướng cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa trong tương lai.
Hệ thống phân loại sản phẩm rất đa dạng, được ứng dụng rộng rãi trong
thực tế mang lại hiệu quả cao như hệ thống phân loại màu sắc, vật liệu... Các hệ
thống này ngày càng được cải tiến, đáp ứng được nhu cầu của con người.
Từ những vấn đề đó, chúng em đã hướng đến đề tài “Thiết kế thi công mơ
hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Đề tài này sẽ hướng
đến việc tính tốn các thông số quan trọng của hệ thống như tốc độ, khối lượng,
tải trọng... Để từ đó sẽ thiết kế ra mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao có
thể ứng dụng vào thực tế.
1.2 Giới thiệu về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao.
1.2.1 Đặt Vấn Đề.

Ngày nay tự động hóa trong điều khiển sản xuất dần đi sâu vào từng ngõ
ngách, vào trong các khâu của q trình sản xuất. Một trong những ứng dụng đó
là công nghệ phân loại sản phẩm theo chiều cao.
Bên cạnh các công nghệ phân loại sản phẩm như màu sắc, tính chất vật
liệu, theo kích thước... Dần được tự động hóa theo một dây chuyền hiện đại
nhằm đạt được những mục đích sau:
+ Nâng cao độ chính xác và năng suất lao động
+ Giảm sự nặng nhọc cho người công nhân, tiết kiệm thời gian.
+ Giảm được chi phí sản xuất đồng thời hạ giá thành sản phẩm.
Trước những yêu cầu thực tế đó, chúng em đã chọn và làm đề tài “Thiết
kế thi cơng mơ hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Trong
việc thiết kế và chế tạo, tự động hóa được thể hiện qua 2 q trình sau:
+ Tự động hóa phân loại được sản phẩm có kích thước khác nhau.
+ Tự hóa hóa trong khâu nhận biết vật có kích thước khác nhau để đưa
vào ngăn chứa đúng với ngăn chứa sản phẩm đó.

10


1.2.2 Nội Dung Thiết Kế.
+ Sản phẩm có kích thước thay đổi được chia làm ba loại: Cao, trung bình
và thấp .Dùng để phân loại theo chiều cao.
+ Tính tốn và lựa chọn các cơ cấu, thiết kế kết cấu và xây dựng mơ hình.
+ Xây dựng lưu đồ giải thuật thiết kế lập trình sử dụng trên PLC.
+ Lắp ráp mơ hình thiết kế và vận hành.
1.2.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được.
 Tập báo cáo trình bày chi tiết về cơ sở lý thuyết, q trình phân tích thiết
kế, thi công và đánh giá hệ thống.
 Thiết kế được mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao hoạt
động đáp ứng những yêu cầu đặt ra ban đầu

11


CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ
2.1 Giới thiệu chung về plc s7-1200.
2.1.1 Khái niệm chung PLC
Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho
S7- 200. So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:
-S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm
sốt nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh
mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng
với S7-1200
-S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích
hợp sẵn,các đầu vào/ra (DI/DO).
-Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và
chương trình điều khiển:
+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào
PLC
+ Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của
mình
- S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và
TCP/IP. Ngồi ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối
bằng RS485 hoặc RS232.
- Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ
trợ ba ngơn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp
trong TIA Portal 11 của Siemens.
- Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm
này đã bao gồm cả mơi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.
2.2 Các module trong hệ plc s7-1200.

2.2.1 Giới thiệu về các module CPU.
Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh,
bộ nhớ chương trình khác nhau….
PLC S7-1200 có các loại
12


Hình 2.1. CPU PLC S7 1200
2.2.2 Sign board của PLC SIMATIC S7-1200
Sign board: SB1223 DC/DC
-Digital inputs / outputs -DI 2 x 24 VDC 0.5A
-DO 2x24 VDC 0.5A Sign boards:SB1232AQ
- Ngõ ra analog -AO 1 x 12bit
-+/- 10VDC, 0 –
Cards ứng dụng:
-CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng
-Thêm điểm của kỹ thuật số I/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứng
dụng
-Kích thước của CPU sẽ không thay đổi
13


2.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số.

Hình 2.2. Module xuất nhập tín hiệu số
2.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự.

Hình 2.3. Module tương tự
2.2.5 Module truyền thơng.

Hình 2.4. Module truyền thông
2.2.6 Một số lệnh cơ bản trong PLC.
2.2.6.1 Lệnh timer.
Sử dụng lệnh timer để tạo một chương trình trễ định thời. Số lượng của
timer phụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vùng nhớ của CPU. Mỗi timer
14


sử dụng 16 byte IEC_Timer dữ liệu cấu trúc DB. Step 7 tự động tạo khối DB khi
lấy khối Timer.
Kích thước và tầm của dữ liệu Time 32 bit, lưu trữ là dữ liệu Din

2.2.6.2 Timer TP-timer tạo xung.
Timer TP tạo một chuỗi xung với độ rộng xung đặt trước. Thay đổi PT,
IN không ảnh hưởng khi timer đang chạy. Khi đầu vào IN được tác động vào
timer sẽ tạo ra một xung có độ rộng bằng thời gian đặt PT.

Hình 2.5. Timer tạo xung
2.2.6.3 Timer TON-timer trễ sườn lên có nhớ.
Khi ngõ vào IN được tác động và duy trì trạng thái liên tục với thời gian
hơn thời gian đặt thì ngõ ra Q sẽ lên mức 1. Khi ngõ vào ngừng tác động thì
reset và dừng hoạt động timer.
Thay đổi PT khi timer đang chạy không ảnh hưởng đến Timer.

15


Hình 2.6. Timer có nhớ.

2.2.6.4 Timer TOF-timer trễ sườn xuống.

Khi tổng thể tác động của ngõ vào lớn hơn hay bằng thời gian đặt PT thì
timer sẽ tác động và tiếp điểm thường mở của timer sẽ chuyển lên mức 1. Và khi
trạng thái reset của timer bị tác động thì timer ngừng hoạt động và bị reset lại.

16


Hình 2.7. Timer TOF
2.2.6.5 Counter.
Counter là lệnh được dùng để đếm các sự kiện ở ngoài hay các sự kiện
quá trình ở trong PLC. Mỗi counter sử dụng cấu trúc lưu trữ của khối dữ liệu DB - để làm dữ liệu của counter. Step 7 tự động tạo DB khi lấy lệnh.

2.2.6.6 Couter đêm lên – CTUP
Giá trị bộ đếm CV tăng lên 1 khi tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ 0 ->1 . Ngõ ra
Q tác động lên 1 khi CV >= PV. Nếu trạng thái R = reset được tác động thì bộ
đếm CV = 0

17


Hình 2.8. Counter đếm lên
2.2.6.7 Counter đếm xuống – CTD
Giá tri bộ đếm CV được giảm 1 khi tín hiệu ngõ vào CV chuyển từ 0 -> 1.
Ngõ ra Q tác động lên 1 khi CV <- 0. Nếu trạng thái load được tác động thì CV
= PV.

Hình 2.9. Counter đếm xuống
2.2.6.8 Counter đếm lên xuống CTUD.
Giá trị bộ đếm CV tăng lên 1 khi tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ 0 -> 1.
Ngõ vào QU được tác động lên 1 khi CV >= PV. Nếu trạng thái R = Reset được

tác động thì bộ đếm CV = 0.Giá trị bộ đếm CV được giảm 1 khi tín hiệu ngõ vào
CD chuyển từ 0 -> 1. Ngõ ra QD được tác động lên 1 khi CV <= 0. Nếu trạng
thái load được tác động thì CV = PV.

18