ĐỒ án môn học PLC đề tài băng tải vận chuyển hàng

Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT T.P HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG- ĐIỀU KHIỂN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC PLC
ĐỀ TÀI

Băng Tải Vận Chuyển Hàng
GVHD : Trương Đình Nhơn - Ngô Văn Thuyên.
SVTH : Nguyễn Thành Trung
SVTT : Hoàng Viết Văn
Lớp
: 1454DVT2

- MSSV: 14542097
- MSSV: 14542103

Vũng Tàu , tháng 08 năm 2017 .

SVTH:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

LỜI NĨI ĐẦU

Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triển mạnh mẽ của kỹ
thuật máy tính, đã cho ra đời các thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC .. .
Các thiết bị này cho phép khắc phục được rất nhiều các nhược điểm của hệ
thống điều khiển trước đó, và đáp ứng được yêu cầu kinh tế và kỹ thuật
trong sản xuất.
Với sự phát triển của khoa học cơng nghệ như hiện nay, thì việc ứng
dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa q trình sản xuất, nhằm
mục tiêu tăng năng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản
phẩm đang là một vấn đề cấp thiết và có tính thời sự cao.
Trong quá trình tiến hành làm báo cáo thực tập, bản thân em đã cố gắng
tham khảo tài liệu và tìm hiểu thực tế , nhưng do thời gian và kinh nghiệm
cịn hạn chế nên bản báo cáo khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó,
em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá q báu
của các thầy cơ để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của
thầy:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN –NGÔ VĂN THUYÊN đã giúp đỡ em rất
nhiều để em hoàn thành được đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

-2-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

MỤC LỤC
NỘI DUNG

TRANG

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC

I)

Tổng quát về PLC.................................................................3
1.1) Vai trị của plc trong q trình tự động hóa sản xuất.............3
1.2) Khả năng của plc..........................................................................3
1.3) Ưu điểm của plc...........................................................................3
1.4) Việc lập trình cho plc...................................................................4

II)

Giới thiệu chung về thiết bị logic khả trình s7-300...............4
2.1) Cấu trúc plc s7-300.......................................................................4
2.2) Cấu hình cho CPU........................................................................7
2.3) Sử dụng simulation trong s7 – 300.............................................10
CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TẢI VẬN
CHUYỂN HÀNG …………………………..…………………………....14
CHƯƠNG III: KẾT LUẬN........................................................................19

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

-3-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC

I. TỔNG QUÁT VỀ PLC
1.1)

VAI TRÒ CỦA PLC TRONG Q TRÌNH TỰ ĐỘNG HĨA SẢN
XUẤT

Như đã biết, nước ta hiện nay đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện
đại hóa. Vì thế, tự động hóa sản xuất đóng vai trị quan trọng, tự động hóa
giúp tăng năng suất, tăng độ chính xác và do đó tăng hiệu quả q trình sản
xuất. Để có thể thực hiện tự động hóa sản xuất, bên cạnh các máy móc cơ
khí hay điện, các dây chuyền sản xuất…v.v, cũng cần thiết phải có các bộ
điều khiển để điều khiển chúng. PLC là một trong các bộ điều khiển đáp ứng
đươc yêu cầu đó.
1.2) KHẢ NĂNG CỦA PLC :

PLC (Program Logical Controller) (hay bộ điều khiển Logic có thể lập
trình được), là một thiết bị điều khiển đa năng được dùng rộng rãi trong
công nghiệp để điều khiển hệ thống theo một chương trình đượcviết bởi
người sử dụng. Nhờ họat động theo chương trình nên PLC có thể được ứng
dụng để điều khiển nhiều thiết bị máy móc khác nhau. Chỉ cần thay đổi
chương trình điều khiển và cách kết nối thì ta đã có thể dùng chính PLC đó
để điều khiển thiết bị, hay máy móc khác. Cũng như vậy, nếu muốn tay đổi
quy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất tự động, rất
đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển. Các đối tượng mà PLC
có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò
nhiệt…đến các hệ thống phức tạp như : băng tải, hệ thống chuyển mạch tự

động (ATS), thang máy, dây chuyền sản xuất…v.vPLC có thể điều khiển
theo các quy luật khác nhau đối với các đối tượng của nó.
1.3)

ƯU ĐIỂM CỦA PLC :

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và
Relay không thể nào sánh được :
- Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.
- Gọn nhẹ nên dễ dàng di chuyển, lắp đặt.
- Dễ bảo quản, sửa chữa.
- Bộ nhớ có dung lượng lớn , nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương
trình phức tạp.
- Độ chính xác cao.
SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

-4-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

- khả năng xử lý nhanh.
- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.
- Giao tiếp được với nhiều thiết bị khác, máy tính, mạng, các thiết bị điều
khiển khác.
1.4) VIỆC LẬP TRÌNH CHO PLC:
Có thể lập trình cho PLC một các khá dễ dàng dựa trên một tập lệnh mà
nhà sản xuất cung cấp. Tập lệnh bao gồm nhiều lệnh, có thể cho phép người

sử dụng kết hợp các lệnh này một cách logic để tạo nhiều chương trình điều
khiển đa dạng, phức tạp. Ngồi các lệnh thơng thường, nhà sản xuất còn
cung cấp thêm các lệnh mở rộng (Expansion Instruction) làm phong phú
thêm khả năng điều khiển PLC. Cùng với tập lệnh cịn có nhiều cách lập
trình cho PLC:
- Lập trình bằng giản đồ LAD (Ladder Diagram) : Các lệnh được liên
kết với nhau một cách logic, chương trình có dạng thang. Đặc biệt, đối với
các lập trình này, chương trình này trong giống như sơ đồ đấu nối một
mạchđiện nên rất dễ kiểm sốt, dễ hiểu. Do đó cách lập trình này được ứng
dụng khá phổ biến. Thích hợp để lập các chương trình dài, phức tạp. Để lập
trình theo cách này cần một máy tính cá nhân kèm theo một trong các phần
mềm hổ trợ : SSS (Sysmax Support Softwave), CLSS (Controler Link
Support Softwave), SYS Win hay SYS MAC – CPT.
- Lập trình dạng sơ đồ khối CSF (Control System Flowchare): Các
lệnh được hiển thị như các khối chức năng , tùy từng ứng dụng mà ta liên kết
các khối chức năng thích hợp để tạo nên chương trình.
II) GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LOGIC KHẢ TRÌNH
S7-300.
2.1) CẤU TRÚC PLC S7-300
a) PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau:
- CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM,
314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2,
- Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng /số: SM321,
SM322, SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374
- Module chức năng FM
- Module truyền thông CP
- Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các module khác,
dòng 2A, 5A, 10A
- Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

-5-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

Các module được gắn trên thanh rây như hình dưới, tối đa 8 module
SM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành một rack, kết nối với nhau qua bus
connector gắn ở mặt sau của module . Mỗi module được gán một số slot tính
từ trái sang phải, module nguồn là slot 1, module CPU slot 2, module kế
mang số 4…

Các CPU 312IFM, 314 IFM, 31xC có tích hợp sẵn một số module mở
rộng
- CPU 312IFM, 312C: 10 ngõ vào số địa chỉ I124.0 …I124.7,
I125.1; 6 ngõ ra số Q124.0…Q124.5.
- CPU 313C: 24 DI I124.0..126.7, 16DO Q124.0..125.7, 5 ngõ vào
tương đồng AI địa chỉ 752..761, hai ngõ ra AO 752..755
- CPU 314IFM: 20 ngõ vào số I124.0 … I126.3; 16 ngõ ra số
Q124.0 …Q125.7; 4 ngõ vào tương đồng PIW128, PIW130,
PIW132, PIW134; một ngõ ra tương đồng PQW128.
b) MODULE CPU
Các module CPU khác nhau theo hình dạng chức năng, vận tốc xử lý
lệnh. Loại 312IFM, 314IFM khơng có thẻ nhớ. Loại 312IFM, 313 khơng có
pin ni. Loại 315-2DP, 316-2DP, 318-2 có cổng truyền thơng DP. Các đèn
báo có ý nghĩa sau:
SF ... (đỏ) ... lỗi phần cứng hay mềm,

BATF ... (đỏ) ... lỗi pin ni,
DC5V ... (lá cây) ... nguồn 5V bình thường,
FRCE ... (vàng ) ... force request tích cực
RUN ... (lá cây) ... CPU mode RUN ; LED chớp lúc start-up w. 1 Hz;
mode HALT w. 0.5 Hz
STOP mode ... (vàng) ... CPU mode STOP hay HALT hay start-up;
LED chớp khi memory reset request
BUSF ... (đỏ) ... lỗi phần cứng hay phần mềm ở giao diện PROFIBUS

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

-6-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

Khóa mode có 4 vị trí:
RUN-P chế độ lập trình và chạy
RUN chế độ chạy chương trình
STOP ngừng chạy chương trình
MRES reset bộ nhớ
Thẻ nhớ có thể có dung lượng từ 16KB đến 4MB, chứa chương trình
từ PLC chuyển qua và chuyển chương trình ngược trở lại cho CPU.
Pin ni giúp ni chương trình và dữ liệu khi bị mất nguồn (tối đa 1
năm), ngồi ra cịn ni đồng hồ thời gian thực. Với loại CPU khơng có pin
ni thì cũng có một phần vùng nhớ được duy trì.
Thơng qua cổng truyền thơng MPI (MultiPoint Interface) có thể nối :
máy tính lập trình, màn hình OP (Operator panel) , các PLC có cổng MPI

(S7-300, M7-300, S7-400, M7-400, C7-6xx), S7-200, vận tốc truyền đến
187.5kbps (12Mbps với CPU 318-2, 10.2 kbps với S7-200). Cổng Profibus –
SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

-7-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

DP nối các thiết bị trên theo mạng Profibus với vận tốc truyền lên đến
12Mbps.
2.2) CẤU HÌNH CHO CPU
Tạo mới chương trình:
← Chọn File/New để tạo mới chương trình
← Đặt tên cho chương trình,chọn thư mục cho chương trình
← Chương trình SIMATIC sẽ nằm trong 1 thư mục có tên do người sử
dụng đặt
Khi mở chương trình ,phải mở từ phần mềm SIMATIC

- Đặt tên cho ctrình
- Đường dẫn cho chương trình

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

-8-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

- Chọn loại CPU cho chương trình mới
- Chương trình sẽ tạo ra CPU mới
- Double Click vào Hareware để cấu hình phần cứng cho chương trình
mới. Giao diện HW configure sẽ hiện ra:

- Insert Rack bằng cách kéo và thả rail vào trong màn hình
Configure,hoặc Double Click vào Rail để chọn màn hình Configure
Khi đó thanh Rack sẽ hiện trong màn hình Configure

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

-9-


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

- Thêm các Module cho cấu hình phần cứng, tuỳ theo ứng dụng của từng
chương trình, có thể là:
←
+)Module nguồn (Slot 1)
←
+)Module CPU
(Slot 2)
←
+)Module I/O (Slot kế tiếp)

←
+)Module Analog
Sau khi cấu hình phần cứng cho CPU:
Định địa chỉ cho Module In,Out và Module Analog
Các vị trí của Module nguồn và CPU phải ở Slot 1 và Slot 2
←
Sau khi định địa chỉ,ta tiến hành Compile và Save để hoàn tất việc
định cấu hình phần cứng.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

- 10 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

2.3) SỬ DỤNG SIMULATION TRONG S7 – 300
 Viết chương trình trong khối chương trình thực thi OB

 Sau khi viết chương trình xong nhấp chuột qua SIMATIC Manager

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

- 11 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

Chọn chế độ Simulation On/Off để sử dụng Simulink quan sát các trạng
thái hay các biến. Sau khi click chuột chọn thẻ Simulation On/Off sẽ xuất
hiện ra bảng S7 – PLCSIM
 Chọn New Simulation để tạo mới quan sát Simulink

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 12 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

Sau khi chọn xong sẽ xuất hiện ra bảng CPU. Và trạng thái hiện tại đang
ở STOP.

 Chuyển STOP → RUN – P. để Download chương trình chương trình đã
viết.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 13 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

 Download chương trình để chạy Simulation

Về của sổ lập trình cho khối OB1 để có thể online quan sát chương trình
Click vào RUN_P để chạy PLCSIM

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 14 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TẢI
VẬN CHUYỂ HÀNG.

Mô tả cơng nghệ

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

- 15 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

 U CẦU CÔNG NGHỆ

 Sản phẩm trên được phát hiện bởi các cảm biến Sensor 1→Sensor 4
 Để kéo các băng tải người ta sử dụng 3 động cơ không đồng bộ rotor
lồng sóc SM1, SM2 ,SM3.
 Nhấn nút run hệ thống bắt đầu vào chế độ làm việc .
 Khi có sản phẩm nằm ở vùng kiểm sốt của sensor 1thỡ ra lnh khi
SM1
Btđầ
Khi sn uphm c chuyn ti cuối băng tải 1 tức bắt đầu vào vùng
kiểm soát của sensor 2 thì ra lệnh khởi động SM2
= ON ?
 Khi sảnStart
phẩm
được chuyển qua băng tải 2 tức là ra khỏi vùng kiểm
Sai dừng SM1.
§
sốt của sensor 2 thì ra lệnh
 Khi có sản phẩm nằm ở vùng kiểm sốt của sensor 3 thì ra lệnh khởi
Làm Việc
SM3
 Khi sản phẩm ra khỏi vùng kiểm soát của sensor 3 thì ra lệnh dừng
SM2.
Đ
Đ
S2->
OF
?
S1
=
ON
?

 Khi sản phẩm ra khỏi sensor 4 thì ra lệnh dừng SM3.
S
 Muốn dừng
tồnKhởi
bộ hệ
thống ta nhấn nút Stop
.
S
DừngSM1
®ộngSM1

S2 = ON ?
S

S3 = ON ?
S

Đ

KĐ SM2

Đ

KĐ SM3

S3 -> OF ?
S

Đ
Dừng SM2

S4  OF ?
S

Đ
Dõng SM3

Stop = ON?

DừngLàm việc

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

Lưu đồ chương trình

- 16 END


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

Chương trình và chạy mơ phỏng hệ thống:

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hồng Viết Văn.

- 17 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 18 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 19 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

Phân cổng vào ra cho PLC :
Vào PLC :
I124.0 - Start
I124.2 - S1
I124.3 - S2
I124.4 - S3
I124.5 - S4
I124.1- Stop

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

Ra PLC :
Q124.0 : Chế độ làm việc
Q124.1 : Động cơ SM1
Q124.2 : Động cơ SM2
Q124.3 : Động cơ SM3

- 20 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN
Tuy thời gian có hạn hẹp, nhưng được sự hướng dẫn tận tình của
thầy:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN –NGƠ VĂN THUN ,cùng với sự cố gắng
của bản thân, em đã hoàn thành đồ án của mình đúng theo thời gian qui
định.
Sau khi hồn thành đồ án này, em cũng đã tìm hiểu và nắm vững hơn
kiến thức về PLC và ứng dụng thực tế của chúng.
Với thời gian có hạn, nên khó tránh khỏi những thiếu sót trong q
trình thực tập.
Thơng qua bản báo cáo này, em thấy PLC được ứng dụng rất rộng rãi
và đa dạng trong rất nhiều lĩnh vực sản xuất.
Cuối cùng, một lần nữa em xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô
giáo của :Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM .đã hướng dẫn và cung
cấp cho em nhiều kiến thức trong quá trình làm đồ án .

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thành Trung.
Hòang Viết Văn .

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 21 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 22 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 23 -


Đồ án :PLC

GVHD: Trương Đình Nhơn –Ngơ Văn Thun.

SVTT:Nguyễn Thành Trung –Hoàng Viết Văn.

- 24 -