Nghiên cứu xây dựng mô hình dây chuyền tự động cấp phôi và gia công ren_2

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 1 of 95.

i

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 2 of 95.

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong nền sản xuất hiện đại, việc thành lập các hệ thống sản xuất linh
hoạt đóng một vai trò hết sức quan trọng. Tự động hoá các quá trình sản xuất
ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) được
tự động hóa ở mức độ cao đối với sản xuất .
Hiện nay ở nước ta nghiên cứu về FMS mới chỉ bắt đầu. Tài liệu về lĩnh vực
này còn rất ít. Các mô hình hệ thống FMS mới được trang bị ở một số trường đại
học và cao đẳng trên cả nước. Song song với việc tiếp xúc những thiết bị hiện đại
là việc rất cần có tài liệu giảng dạy và học tập của học viên. Đáp ứng nhu cầu,
nắm bắt, tiếp cận nhanh hơn với những hệ thống tự động hóa sản xuất hiện đại,
tiên tiến trong thực tế và để nâng cao chất lượng đào tạo và nguồn nhân lực về tự
động hoá.
Bản thân là một Giáo viên đang giảng dạy về lĩnh vực điện tự động hóa
nhận thấy nhu cầu là rất cần thiết, do đó tác giả đã lựa chọn đề tài :“Nghiên cứu
xây dựng mô hình dây chuyền tự động cấp phôi và gia công ren ”. Đây cũng là
vấn đề được nghiên cứu và giải quyết trong trong bản luận văn này.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu xây dựng mô hình dây chuyền tự động cấp phôi và gia công ren
để sử dụng được trong việc giảng dạy, học tập áp dụng cho các môn học điều
khiển PLC, mạng truyền thông công nghiệp, tự động hóa sản xuất .v.v, trong
các trường đào tạo nghề nói riêng và các trường kỹ thuật nói chung.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu trong đề tài: :“Nghiên cứu xây dựng mô hình dây
chuyền tự động cấp phôi và gia công ren ” phục vụ cho công tác giảng dạy,
nghiên cứu khoa học của trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng.
Phạm vi nghiên cứu trong đề tài: Đề tài nghiên cứu, tìm hiểu trang thiết
bị, nguyên lý hoạt động của hệ thống phân loại phôi và gia công tạo ren. Sử dụng
phần mềm Simatic S7-300 vẽ lưu đồ thuật toán và viết chương trình điều khiển

1

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 3 of 95.

điều khiển PLC S7 - 300 và xây dựng giao diện điều khiển giám sát trên máy tính.
Nghiên cứu, thu thập các tài liệu có liên quan về hệ thống sản xuất linh
hoạt. Tìm hiểu trang thiết bị các phần tử điều khiển, cơ cấu chấp hành, hệ truyền
động điện và nguyên lý hoạt động hai công đoạn tay gắp và gia công sản phẩm.
Xây dựng chương trình điều khiển liên kết hoạt động và trao đổi dữ liệu
giữa hai PLC của quá trình gắp và gia công sản phẩm
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Là cơ sở hoàn thiện kiến thức về tự động hóa từng công
đoạn và tự động hóa cả dây truyền sản xuất.
Thực tiễn: Đề tài có thể sử dụng vào việc dạy và học cho cả lý thuyết và
thực hành, đặc biệt phù hợp với giáo án tích hợp trong việc đào tạo nghề.
Kết quả nghiên cứu của đề tài hoàn toàn có thể áp dụng vào thực tế
trong các trường nghề nhằm nâng cao chất lượng đào tạo và áp dụng trong các nhà
máy hiện đại vừa và nhỏ.

2

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 4 of 95.

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CẤP PHÔI VÀ GIA CÔNG TẠO LỖ
REN TRONG HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT FMS
1.1.Giới thiệu chung về hệ thống sản xuất linh hoạt
1.1.1. Khái niệm
Hệ thống FMS (Flexible Manufacturing System) là sự kết nối hệ thống tự
động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ giúp của mạng máy tính nội
bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế, các nhà công nghệ và
các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.
Các hệ thống sản xuất như vậy được gọi là hệ thống sản xuất tích hợp có sự trợ
giúp của máy tính.
Đặc điểm của FMS: là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị và chương
trình điều khiển để chế tạo sản phẩm mới. Như vậy, nó rất thích hợp không chỉ
cho sản xuất hàng khối, hàng loại lớn mà còn cho sản xuất hàng loại vừa và hàng
loại nhỏ, thậm chí cả sản xuất đơn chiếc.
Hệ thống sản xuất linh hoạt nói chung gồm các phần sau:
-

Thiết bị xử lý như các trung tâm gia công, các trạm lắp ráp và robot.

-

Thiết bị vận chuyển nguyên vật liệu ví dụ như robot , băng truyền,...

-

Một hệ thống truyền thông.

-

Một hệ thống điều khiển bằng máy tính.

Trong sản xuất linh hoạt, các máy gia công tự động như: máy tiện, phay,
khoan và hệ thống vận chuyển nguyên liệu tự động giao tiếp với nhau thông qua
mạng máy tính.
Hệ thống sản xuất linh hoạt có những ưu điểm sau:
-

Linh hoạt trong việc xây dựng và tích hợp hệ thống sản xuất.

-

Sản xuất đồng thời được nhiều loại sản phẩm khác nhau.

-

Giảm thời gian thiết lập và thời gian chờ đợi trong sản xuất.

-

Sử dụng thiết bị máy móc hiệu quả.

-

Giảm chi phí sản xuất cho nhân công lao động.

3

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 5 of 95.

-

Có khả năng xử lý nhiều loại nguyên liệu khác nhau.

-

Khi một máy bị sự cố các máy khác vẫn tiếp tục làm việc được.

1.1.2.Giới thiệu về hệ thống sản xuất linh hoạt MPS 500
Hệ MPS 500 là sự minh họa lý tưởng cho tự động hóa trong tổng thể
phức tạp của hệ thống (hình 1.1). Bao gồm:
- Dẫn động khí nén
- Dẫn động điện
- Cảm biến
- PLC
- Băng chuyền
- Mạng truyền thông công nghiệp.

Hình 1.1: Mô hình hệ thống MPS-500

4

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 6 of 95.

S
Phân loại
H
Tay gắp

L
Kho chứa

M
Lắp ráp
R
Robot

Băng chuyền

P
Kiểm tra
V
Cấp phôi

H
Tay gắp
B

Gia công

Q
Giám sát

Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống MPS- 500
Hệ MPS 500 có cấu trúc liên kết theo công nghệ điều khiển phân tán. Hệ
thống gồm 11 trạm được bố trí như sơ đồ hình 1.2.
Mỗi trạm có một bộ điều khiển riêng thích hợp với nhu cầu cần thiết
riêng của nó. Có nghĩa là mỗi trạm có thể vận hành được một mình hoặc là một
phần của hệ thống.
Các trạm MPS được nối trạm này với trạm khác và với băng truyền bằng
cáp Lab (hình 1.3). Điều đó làm cho hệ truyền thông nhìn thấy được và dễ vận
hành.

Hình 1.3: Tín hiệu kết nối trạm dùng cáp Ngoài ra hệ thống còn có cấu trúc
liên kết truyền thông 4 mức:
5

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 7 of 95.

- Truyền thông mức 1 với I/O và AS-I
- Truyền thông mức 2 với mạng Fieldbus/Ethernet công nghiệp.
- Hệ thống điều khiển, giám sát thông qua mạng Fieldbus/Ethernet.
- Xây dựng mạng theo yêu cầu riêng và điều khiển hệ thống.
Cấu trúc liên kết truyền thông của hệ thống MPS-500 được thể hiện như
hình 1.4

Hình 1.4: Cấu trúc liên kết truyền thông trong hệ MPS
500
Hệ MPS 500 bao gồm các quá trình:
Nhập hàng hóa:
- Trạm Cung cấp
- Trạm Kiểm tra
Quá trình vận chuyển hàng hóa
- Hệ thống băng chuyền
Công đoạn gắp và gia công
- Trạm Tay gắp
- Trạm Gia công
Kiểm tra chất lượng
- Trạm Camera
Lắp ráp bằng robot 5 bậc tự do
6

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 8 of 95.

- Trạm Robot
- Trạm Lắp ráp
Kho hàng AS/RS20.
- Trạm Xuất nhập tự động
Xuất hàng hóa
- Trạm Tay gắp
- Trạm Phân loại
Tùy theo phạm vi và sự phức tạp trong sản xuất mà hệ MPS 500 được

cung cấp theo các cấu hình tương ứng.
1.2. Tổng quan về công đoạn cấp phôi và gia công ren
Công đoạn gắp và gia công sản phẩm bao gồm hai trạm máy: trạm tay
gắp (Handling station) và trạm gia công (Processing station) được bố trí như hình
1.5.

Hình 1.5: Mô hình công đoạn cấp phôi và gia công lỗ ren
Mỗi trạm được điều khiển bằng một bộ điều khiển lập trình PLC S7-300 và
thực hiện một nhiệm vụ riêng, thực hiện các yêu cầu riêng của quá trình sản
xuất.
1.2.1.Chức năng và nhiệm vụ
Chức năng và nhiệm vụ từng trạm được thực hiện như hình 1.6 và hình 1.7
7

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 9 of 95.

Công đoạn Tay gắp:
Phôi ở
giá đỡ
phôi

Xylanh
vận chuyển
phôi

Xylanh
gắp

phôi

Trạm
Gia
công

Máng
chứa
phôi

Bộ điều
khiển

Hình 1.6: Sơ đồ khối công đoạn Tay gắp
Phôi ở
trạm
Tay gắp

Bàn
quay
phân độ

Kiểm
tra
phôi

Gia
công
khoan

Trạm
Tay
gắp

Bộ điều
khiển

Hình 1.7: Sơ đồ khối công đoạn Gia công
Quá trình gắp và gia công sản phẩm sẽ thực hiện vận chuyển. Chi tiết phôi
hình trụ tròn và có đục lỗ sẵn. Chi tiết phôi sẽ đưa vào trạm tay gắp ở vi tri giá đỡ
phôi tại đây phôi sẽ được xy lanh gắp lên. Sau đó xy lanh vận chuyển sẽ đưa phôi
sang vị trí của trạm gia công và thả phôi xuống modul bàn quay phân độ. Sau đó
chi tiết phôi sẽ được bàn quay đưa sang kiểm tra phôi đã được đặt đúng chiều
chưa (phôi có lỗ hướng lên trên). Sau đó phôi lại tiếp tục được đưa đi doa và làm
bóng lỗ. Kết thúc quá trình doa và làm bóng lỗ chi tiết phôi được đưa ra vị trí
xác định sẵn và tay gắp lại thực hiện gắp phôi ra và thả vào máng chứa tại trạm
tay gắp. Kết thúc một chu trình.

8

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 10 of 95.

1.3.Kết luận
Mô hình nghiên cứu, mô phỏng lại chu trình làm việc của một dây chuyền sản
xuất tự động, mô hình hoạt động cho ta thấy được quy trình làm việc khép kíncủa
các dây chuyền sản xuất hiện đại

9

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 11 of 95.

CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300 VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN
HỆ TRUYỀN ĐỘNG CỦA HAI CÔNG ĐOẠN CẤP PHÔI VÀ GIA CÔNG
LỖ REN
2.1. Tổng quan về bộ điều khiển PLC S7-300
2.1.1. Giới thiệu chung
Để đáp ứng yêu cầu tự động hoá ngày càng tăng đòi hỏi kĩ thuật điều khiển
phải có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển. Vì vậy
người ta phát minh ra bộ điều khiển lập trình rất đa dạng như: PLC…
Sự phát triển của PLC đem lại cho chúng ta có nhiều thuận lợi và làm cho
các thao tác công việc trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. Nó có thể thay
gần như toàn bộ các phương pháp điều khiển trước đây. Như vậy PLC có rất
nhiều tính năng ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp là:
Khả năng chống nhiễu tốt.
Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế mở rộng, cải tạo nâng
cấp.
Có những modul chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt.
Lập trình được, lập trình dễ dàng là đặc điểm quan trọng để đánh giá một hệ
thống điều khiển tự động.
*) Nguyên lý về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình PLC

10

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 12 of 95.

Bé nhí ch-¬ng tr×nh

Timer
Bé ®Öm
vµo/ra

Bé VXL trung
t©m + HÖ ®iÒu

Counter
BÝt cê

hµnh
Cæng vµ ra
Onboard

Bus cña PLC

Qu¶n lý ghÐp nèi

Cæng ng¾t vµ
®Õm tèc ®é cao

Hình 2.1: Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC
Hiện nay trên thị trường có các loại PLC của các hãng sản xuất như: Omron,

Mitsubishi, Siemens, ABB…
Logo: Là dòng sản phẩm sơ cấp và thường được sử dụng cho những ứng
dụng nhỏ, có tác dụng thay thế cho ứng dụng sử dụng nhiều rơle trung gian,timer...
nhằm giảm không gian lắp đặt tủ điện. Vì logo chỉ là những logic modul nên chỉ
được sử dụng cho việc thay thế những mạch số đơn giản có số lượng I/O nhỏ 24
In, 16 Out.
Ƣu điểm : Dễ dàng sử dụng, lập trình và thay đổi dữ liệu. Có thể lập trình
trực tiếp trên Logo bằng cách sử dụng Logo có màn hình. Giá thành tương đối hợp
lí.
Ứng dụng : Được ứng dụng nhiều trong chiếu sáng công cộng, chiếu sáng
trong toà nhà và một số máy đơn giản...

11

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 13 of 95.

S7- 300: Là dòng sản phẩm cao cấp, thường được dùng cho những ứng dụng
lớn với những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng
và có khả năng mở rộng, nâng cấp.
Ngôn ngữ lập trình đa dạng, cho phép người sử dụng có quyền lựa chọn.
Đặc điểm nổi bật của S7_300 đó là ngôn ngữ lập trình cung cấp những hàm toán
đa dạng cho những yêu cầu chuyên biệt như: Hàm SCALE... Hoặc ta có thể sử
dụng ngôn ngữ chuyên biệt để xây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta cần.
Ngoài ra S7-300 còn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là đối
với S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt như modul
PID, modul đọc xung tốc độ cao, modul truyền thông để kết nối PLC với mạng
công nghiệp hoặc mạng internet….Vì vậy ngày nay S7-300 được ứng dụng rất

rộng rãi.
Với mục đích điều khiển, giám sát nhiệt độ của hệ thống tank nấu và các hệ
thống tự động khác trong nhà máy bia, với điều kiện thực tế thông thường người ta
sử dụng PLC S7-200, 300. Trong nội dung đồ án, việc điều khiển giám sát cũng
thông qua PLC S7-300.
2.1.2 Các modul PLC S7-300
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng
điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác
nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình.
Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít tuỳ vào yêu
cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là CPU, các modul
còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các modul chức năng
chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí …Chúng gọi chung là
modul mở rộng. Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như sau :

12

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 14 of 95.

Hình 2.2 : Cấu hình một thanh rack các modul của một trạm PLC S7-300
2.1.2.1. Modul CPU
Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời
gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)… và có thể còn có một vài cổng vào ra số.
Các cổng vào ra số có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra Onboard.
CPU 312 IFM

CPU 314C-2PTP

CPU 314

CPU 314C-2DP

Hình 2.3: Một số CPU của PLC S7-300.
PLC S7_300 có nhiều loại modul CPU khác nhau. Chúng được đặt tên theo bộ
vi xử lý có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul CPU315…
Những modul cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng
vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện
của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ được phân
biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function
Module). Ví dụ như modul CPU312 IFM, modul CPU314 IFM…
Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng
truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Các

13

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 15 of 95.

loại modul này phân biệt với các loại modul khác bằng cụm từ DP (Distributed
Port) như là modul CPU314C-2DP.
2.1.2.1. Modul mở rộng
Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu modul.
Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo
cấu trúc modul rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho
việc mở rộng hệ thống. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng

dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là modul CPU, các
modul còn lại là những modul truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên
ngoài như động cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ. Chúng được gọi chung là các
modul mở rộng.
Các modul mở rộng chia thành 5 loại chính:
a) Module nguồn nuôi (PS - Power supply)
Có 3 loại: 2A, 5A, 10A.
b) Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module)
Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
DI (Digital input): Modul mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở
rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
DO (Digital output): Modul mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở
rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
DI/DO (Digital input/Digital output): Modul mở rộng các cổng vào/ra số... Số
các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ từng loại
modul.
AI (Analog input): Modul mở rộng các cổng vào tương tự. Số các cổng vào
tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ từng loại modul.
AO (Analog output): Modul mở rộng các cổng ra tương tự. Số các cổng ra
tương tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại modul.

14

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 16 of 95.

AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào/ra tương
tự. Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ từng loại

modul.
Các CPU của S7_300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu analog
đều phải được chuyển đổi thành tín hiệu số. Cũng như các modul số, người sử
dụng cũng có thể thiết lập các thông số cho các modul analog.
c) Modul ghép nối (IM - Interface modul)
Các modul ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều cấu
hình, S7-300 cung cấp 3 loại modul ghép nối sau:
IM 360: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul trên
đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU.
IM 361: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng chứa 8
modul với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn 24 VDC cho
mỗi tầng.
IM 365: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul trên
đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU.
d) Modul chức năng (FM - Function modul)
e) Module truyền thông (CP - Communication modul)

d) Modul ra số (DO)

e) Modul chức năng (FM)

f) Modul truyền thông (CP)

Hình 2.4 : Một số modul mở rộng của PLC S7-300
2.1.2. Ngôn ngữ lập trình
Ví dụ:

15

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 17 of 95.

Ví dụ:

Ví dụ:

Trong đồ án sử dụng ngôn ngữ LAD để lập trình.
2.1.3. Tập lệnh
2.1.3.1. Nhóm lệnh logic tiếp điểm
a. Lệnh gán
Ví dụ:

Khi ngõ vào I0.0 lên mức 1 thì ngõ ra Q0.0 ON
b. Lệnh AND
Ví dụ:

16

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 18 of 95.

Khi I0.0 và I0.1 đồng thời lên mức 1 thì ngõ ra Q0.0 ON
c. Lệnh OR
Ví dụ:

Khi 1 trong 2 ngõ vào I0.0 hoặc I0.1 lên mức 1 thì ngõ ra Q0.0 ON

d. Lệnh AND NOT
Ví dụ:

Khi I0.0 lên mức 1 và I0.1 ở mức 0 thì Q0.0 ON
e. Lệnh OR NOT
Ví dụ:

Khi I0.0 mức 1 hay I0.1 mức 0 thì Q0.0 ON
f. Lệnh gán có điều kiện
Lệnh gán giá trị 1
Ví dụ:

Lệnh gán giá trị 0
Ví dụ:

17

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 19 of 95.

2.1.3.2. Các lệnh toán học
*) Với số nguyên
a. Lệnh cộng số nguyên
Ví dụ:

Số nguyên 16 bits

Số nguyên 32 bits

b. Lệnh trừ số nguyên
Ví dụ:

Số nguyên 16 bits

Số nguyên 32 bits

c. Lệnh nhân số nguyên
Ví dụ:

Số nguyên 16 bits

Số nguyên 32 bits

18

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 20 of 95.

d. Lệnh chia số nguyên
Ví dụ:

Số nguyên 16 bits

Số nguyên 32 bits

*) Với số thực

a- Lệnh cộng số thực

b-

Lệnh trừ số thực

Ví dụ:

c-

Lệnh nhân số thực

d-

Lệnh chia số thực

Ví dụ:

2.145. Bộ nhớ
Dung lượng bộ nhớ nói lên khả năng nhớ của PLC đo bằng đơn vị Kbyte
nhưng cũng có thể là số tối đa dòng lệnh có khi được viết chương trình.
* Bộ nhớ của S7 -300 nhớ được chia làm ba vùng:

19

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 21 of 95.

Accumulator

Systerm memory

ACCU1
ACCU2
Address

Bộ đệm ra số
Bộ đệm vào số
Vùng nhớ cờ
Timer

Q
I
M
T

Couter

C

AR1
register
AR2

Work memory
 Logic block

DB (share)

 Data block

DI
(instance)
Data
block register

 Local block, Stack
Load memory
 User program (EEPROM)
 User program (RAM)

Status word
Status

Hình 2.5: Phân chia các vùng ô nhớ trong CPU
2.1.5. Bộ đếm (Counter)
Ví dụ:

Loại Counter đếm lên và đếm xuống

CU: Tín hiệu đếm lên (BOOL)
CD: Tín hiệu đếm (BOOL)
S : Tín hiệu đặt (BOOL), khi có sườn lên thì giá trị đặt được nạp cho CV
PV: Giá trị đặt (WORD)
R : Tín hiệu xoá (BOOL), khi có sườn lên thì giá trị CV được xoá về 0.
20

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 22 of 95.

Q

: Ngừ ra

CV : Giỏ tr hin ti ca b m dng Integer
CV_BCD: Giỏ tr hin ti ca b m dng BCD
Loi Counter m lờn
Ging loi Counter trờn nhng khụng cú chõn
kớch m xung.
2.1.6. Truyn thụng gia PLC v PC
truyn thụng gia PLC v PC ta phi cú cỏp ni gia PLC v PC. Ta
dựng cỏp ni PC/MPI qua b chuyn i RS232/RS485.
C ch truy xut d liu ca PLC t PC:
+ Mỏy tớnh c d liu t PLC:
dc d liu ca PLC, mỏy tớnh gi tớn hiu n PLC yờu cu PLC truyn
d liu n nú. Khi PLC nhn c yờu cu gi d liu t PC thỡ nú truyn d liu
n PC. Mỏy tớnh nhn d liu t PLC gi n v nú s thụng bỏo cho PLC bit l
ó nhn c d liu.
PC

RS232

PLC

RS485

Ch-ơng trình
Hệ điều hành

Yêu cầu

Hệ điều hành

Dữ liệu
Đáp ứng
Dữ liệu
Ch-ơng trình

Đọc

Bộ chuyển đổi tín hiệu
(Card MPI)

Bộ nhớ dữ liệu

Hỡnh 2.7: Mụ t PC c thụng tin v b nh v trng thỏi hot ng ca PLC

21

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 23 of 95.

+ Máy tính gửi dữ liệu đến PLC:
Để truyền dữ liệu từ PC đến PLC, PC gửi tín hiệu yêu cầu PLC nhận dữ liệu

và nếu PLC đồng ý nhận thì PC sẽ truyền dữ liệu đến PLC. Khi PLC nhận được dữ
liệu từ PC truyền đến nó sẽ báo cho PC biết là đã nhận xong.
PC

RS232

PLC

RS485

Chương trình

Hệ điều hành

Hệ điều hành

Yêu cầu
Đáp ứng

Chương trình

Bộ chuyển đổi tín hiệu

Ghi
Bộ nhớ dữ liệu

(Card MPI)

Hình 2.8: PC ghi dữ liệu về bộ nhớ và trạng thái hoạt động của PLC
+ PLC gửi dữ liệu đến máy tính:

Trường hợp này thuộc loại truyền thông một chiều từ PLC đến PC.
PC

RS232

PLC

RS485

Chương trình
Hệ điều hành
Hệ điều hành
Dữ liệu
Ghi
Chương trình

Bộ chuyển đổi tín

Dữ liệu

Đọc

Bộ nhớ dữ liệu

hiệu (Card MPI)

Hình 2.9: PC gửi dữ liệu đến máy tính
2.2.Trang thiết bị trong công đoạn gắp và gia công sản phẩm
2.2.1.Trang thiết bị trong công đoạn tay gắp
Trạm Tay gắp được lắp ráp là một tay máy hai trục.Thực hiện nhiệm vụ

22

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 24 of 95.

vận chuyển. Để thực hiện nhiệm vụ trên trạm có các thiết bị đo lường, điều
khiển và chấp hành sau:
- Giá đỡ phôi
Chi tiết phôi được đưa vào bằng tay vào trong
giá đỡ phôi. Các chi tiết phôi được phát hiện trong giá
đỡ bằng cảm biến quang điện khuyếch tán (hình 2.10)
Hình 2.10: Giá đỡ phôi.

- Máng chứa phôi

Mô đun máng trượt được sử dụng để lưu trữ các chi tiết phôi như (hình
2.11).

Hình 2.11: Máng chứa phôi
- Mô đun PicAlfa
Mô đun PicAlfa sử dụng để vận hành công nghiệp các linh kiện, định vị trí
nhanh, chính xác nhờ xy lanh không trục khí nén với các vị trí cuối hành trình
hiệu chỉnh được và có giảm chấn. Xy lanh thẳng, phẳng với cảm biến vị trí cuối
hành trình được sử dụng như xy lanh nâng hạ cho trục Z. Mô đun PicAlfa linh
hoạt khác thường: Hành trình dài, trục có độ nghiêng, cấu hình được cảm biến vị
trí cuối hành trình và vị trí lắp ráp hiệu chỉnh được. Mô đun có thể thích nghi các
dải rộng của các nhiệm vụ vận chuyển khác nhau mà không cần bất kỳ các phần

tử phụ công thêm nào (hình 2.12).

23

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 25 of 95.

Hình 2.12: Mô đun PicAlfa.
Mô đun gồm có:
+ Xylanh gắp phôi: làm nhiệm gắp phôi, hành trình thực hiện là nâng lên và
hạ xuống. Hành trình lên xuống có thể điều chỉnh được nhờ việc thay đổi vị trí
của hai cảm biến cảm ứng điện từ gắn trên thân xy lanh để xác định vị trí của trục
piston.
+ Xylanh chuyển phôi: cơ cấu chấp hành này có nhiệm vụ vận chuyển cả
xylanh gắp phôi và phôi. Hành trình sang phải và sang trái cũng có thể điều
chỉnh được nhờ việc thay đổi vị trí của các cảm biến cảm ứng điện từ xác định vị
trí của trục piston.
+ Hàm kẹp phôi: được gắn trên đầu trục của xy lanh gắp phôi có nhiệm giữ
phôi trong quá trình vận chuyển. Trên tay kẹp phôi có đặt một cảm biến quang để
phát hiện sự tồn tại của phôi.
Tốc độ dịch chuyển trục piston của các xy lanh có thể điều chỉnh được nhờ sử
dụng các van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng dòng khí.
- Thiết bị điều khiển gồm có:
+ Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ : xác định vị trí của trục piston, đây là loại
công tắc hành trình không dùng tiếp xúc cơ khí và hoạt động dựa trên nguyên
lý cảm ứng điện từ. Các cảm biến tiệm cận cảm ứng từ này được gắn trên thân của
xy lanh gắp phôi và xy lanh chuyển phôi để xác định vị trí trục pis ton.
+ Cảm biến quang khuếch tán: làm nhiệm vụ phát hiện sự có mặt của

phôi trong giá chứa phôi và trong hàm kẹp phôi.
+ Bộ lọc khí và điều áp: không khí lấy từ máy nén khí trước khi được phân
phối để điều khiển các thiết bị cần phải được đi qua bộ lọc khí để tách hơi nước
và đảm bảo dòng khí sạch không có bụi bẩn làm ảnh hưởng đến quá trình điều
khiển cũng như tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống. Trên bộ lọc khí còn bố trí
van điều áp để có thể điều chỉnh áp suất dòng khí đa vào hệ thống, tránh hiện
tượng áp suất tăng quá cao ảnh hưởng đến quá trình làm việc (hình 2.13)

24

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -