THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM TẠI PFIEV

Với đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình sản xuất tự động phục vụ thí nghiệm tại PFIEV”, chúng tôi xây dựng mô hình đặc trưng của một hệ thống sản xuất tự động hiện đại với sự kết hợp của các cơ cấu cơ khí, truyền động khí nén, điều khiển và giám sát bằng PLC. Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình cấu trúc GRAFCET và điều khiển giám sát qua WinCC tạo cho đề tài có tính linh hoạt và đáp ứng được các yêu cầu thí nghiệm tiên tiến. Hệ thống các bài tập...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM TẠI PFIEV Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM TẠI PFIEV DESIGN AND FABRICATION OF A MODEL OF AUTOMATED PRODUCTION FOR EXPERIMENT AT PFIEV SVTH: Nguyễn Ngọc Tân, Lê Duy Dũng, Nguyễn Hữu Đắc, Đỗ Tài Vinh, Nguyễn Danh Ngọc, Lê Anh Tuấn Lớp , Trường Đại học Bách Khoa GVHD: TS. Trần Đình Khôi Quốc , Trường Đại học Bách Khoa TÓM TẮT Với đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình sản xuất tự động phục vụ thí nghiệm tại PFIEV”, chúng tôi xây dựng mô hình đặc trưng của một hệ thống sản xuất tự động hiện đại với sự kết hợp của các cơ cấu cơ khí, truyền động khí nén, điều khiển và giám sát bằng PLC. Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình cấu trúc GRAFCET và điều khiển giám sát qua WinCC tạo cho đề tài có tính linh hoạt và đáp ứng được các yêu cầu thí nghiệm tiên tiến. Hệ thống các bài tập thực hành được xây dựng trên nguyên tắc linh hoạt, có tính mở nhằm phát huy tối đa khả năng của mô hình, đồng thời giúp sinh viên chủ động trong việc thiết kế. Mô hình sẽ phục vụ học tập (PFIEV), Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. ABSTRACT W ith the theme Design and fabrication a model of automated production for experiment at PFIEV, we construct a specific model of an automa tic system of modern production, which is a combination of the mechanical structure, pneumatic transmission, controlled and monitored by PLC. The use of structural programming language GRAFCET, control and supervision over the W inCC makes the model flexible and satisfying the requirements of advanced experiments. The system of exercises are built on the principle of flexible, open to maximize the ability of the model, and helping students actively in the design. The model will serve the study and the scient ific research of the students of the PFIEV of the Danang University of Technology. 1. Mở đầu 1.1. Giới thiệu chung Với mục đích xây dựng mô hình linh hoạt phục vụ thực hành thí nghiệm cho sinh viên chuyên ngành Sản xuất tự động, đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình sản xuất tự động phục vụ thí nghiệm tại PFIEV” lựa chọn việc xây dựng mô hình sản xuất, vận chuyển, phân loại, đóng gói sản phẩm tự động. Cơ cấu mô hình được thiết kế trên các phần mềm chuyên nghiệp từ việc bố trí các cơ cấu chấp hành đến hình dáng và kích thước mô hình. Các phần tử điều khiển chính sử dụng khí nén có thể tháo lắp linh hoạt, do đó mô hình tính mở rất lớn đối với các ngôn ngữ lập trình. Về phần điều khiển, chúng tôi sử dụng thiết bị điều khiển logic khả lập trình tiên tiến S7-300 để sinh viên dễ dàng tiếp cận các thiết bị điều khiển công nghiệp. Chương trình điều khiển giám sát với sự hỗ trợ của WINCC. Các chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ GRAFCET tiêu chuẩn và được cụ thể bằng S7 Graph trong S7–300. Mô hình được thiết kế và chế tạo nhằm mục đích có thể tích 60 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 hợp vào đó nhiều bài tập từ đơn giản đến phức tạp nhằm giúp cho sinh viên hiểu biết về cơ bản nhất về một hệ thống điều khiển tự động trong thực tế, là mô hình thí nghiệm thực hành tổng quát ở các môn học liên quan đến Truyền động khí nén, điều khiển logic, thiết lập giao diện HIM. 1.2. Phương pháp nghiên cứu trình tìm hiểu các mô hình cùng chủng loại đã được chế tạo dành cho việc Q thực hành ở các trường, việc tham khảo các mô hình của các công ty nước ngoài thông qua Internet, và tình hình thực tế ở PFIEV, chúng tôi đã lựa chọn được phương án thiết kế mô hình tối ưu. Đó là phương án vừa tính đến hiệu quả kinh tế, vừa tính đến hiệu quả sử dụng. Xây dựng mô hình thiết kế trên phần mềm AutoCad 2010. Và sau đó tiến hành việc thi công, chế tạo từng chi tiết của mô hình, rồi tiến hành lắp ráp theo đúng bản vẽ thiết kế. Tiến hành xây dựng các chương trình điều khiển trên ngôn ngữ GRAFCET tiêu chuẩn và chọn cấu trúc chương trình tối ưu. Lập trình trên S7- GRAPH và mô phỏng. Xây dựng chương trình điều khiển giám sát trên WinCC và mô phỏng. Download chương trình kiểm tra. Xây dựng hệ thống các bài tập mẫu. 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Mô hình mà chúng tôi đã hoàn thành sẽ đóng góp vào cơ sở vật chất để phục vụ giảng dạy, thực hành thí nghiệm tại PFIEV, mặt khác, việc thi công, thực hiện những yêu cầu đặt ra đã giúp nhóm sinh viên chúng tôi có thêm nhiều kiến thức bổ ích về các lĩnh vực: cơ khí, động hóa, điện tử … 2. Nội dung 2.1. Lựa chọn phương án thiết kế Trong phạm vi một mô hình hệ thống sản xuất tự động phục vụ cho việc dạy và học, ta không thể đưa tất cả các bộ phận thực trong hệ thống đó. Các hãng sản xuất mô hình hệ thống sản xuất tự động dùng để dạy học thường chia hệ thống ra hàng chục mô đun, ví dụ hãng SL (Italia) đã sản xuất một hệ thống gồm 22 module của hệ thống, với mỗi mô đun có giá bán từ 20 000 – 50 000 USD tùy theo độ phức tạp của module. Trong khuôn khổ của đề tài với kinh phí không nhiều chúng tôi lựa chọn thiết kế và chế tạo một module thể hiện một phần của hệ thống sản xuất tự động gồm các bộ phận chính sau: i) Vận chuyển sản phẩm; ii) Chuyển sản phẩm từ dây chuyền (băng tải 1) đến dây chuyên của băng tải thứ 2 để tiến hành phân loại sản phẩm; iii) Phân loại sản phẩm ; iv) Chuyển vào đóng hộp sản phẩm; v) Đóng hộp và vận chuyển vào kho. 2.2. Thiết kế mô hình Khi tiến hành việc thiết kế mô hình “Sản xuất tự động”, chúng tôi đã tự đặt ra một số tiêu chí cầ ...