Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát trên nền WinCC sử dụng mạng Profibus

Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3 MỤC LỤC MỤC LỤC .........................................................................................................1 LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................4 CHƢƠNG 1:......................................................................................................6 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT..................................6 1.1 Trạm phân phối gia công........................................................................6 1.1.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm phân phối gia công..................6 1.1.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:...............................................................6 1.2 Trạm kiểm tra sản phẩm.........................................................................7 1.2.1 Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm kiểm tra sản phẩm ..............7 1.2.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:...............................................................8 1.3 Trạm xử lý gia công phôi.......................................................................8 1.3.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm xử lý gia công phôi .................8 1.3.2 Kết cấu thiết bị bao gồm :..............................................................9 1.4 Trạm Rôbôt 5 bậc tự do Scara..............................................................10 1.4.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot 5 bậc tự do Scara ........10 1.4.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:.............................................................10 1.5 Trạm lắp ráp sản phẩm.........................................................................11 1.5.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lắp ráp sản phẩm...................11 1.5.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:.............................................................11 1.6 Trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển sản phẩm ...............................12 1.6.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển vật ................................................................................................12 1.6.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:.............................................................12 1.7 Trạm lƣu kho sản phẩm........................................................................13 1.7.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lƣu kho sản phẩm..................13 1.7.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:.............................................................13 1.8 Trạm điều khiển và giám sát trung tâm ................................................14 Đồ án tốt nghiệp 1 Khoa Điện 1.8.1 1.8.2 Lớp ĐH Điện A K3 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm điều khiển và giám sát trung tâm ....................................................................................................14 Kết cấu thiết bị bao gồm:.............................................................15 1.8.3 Bộ điều khiển PLC S7 300 điều khiển các trạm qua mạng PROFIBUS-DP.........................................................................................15 1.8.4 Màn hình giao tiếp Ngƣời – Máy TP 177A và giao diện điều khiển giám sát ...................................................................................................16 CHƢƠNG 2:....................................................................................................17 THIẾT LẬP MẠNG PROFIBUS-DP, XÂY DỰNG LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ VIẾT CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN....................................................17 2.1. Cấu hình mạng PROFIBUS-DP với phần mềm STEP 7 ........................17 2.1. Chƣơng trình điều khiển trạm Master (PLC S7 300)..............................26 2.2 Chƣơng trình điều khiển trạm Slave (PLC S7 200)...............................36 2.2.1 Trạm phân phối vật gia công.............................................................36 2.2.2 Trạm kiểm tra sản phẩm ...................................................................45 2.2.3 Trạm xử lý gia công..........................................................................58 2.2.4 Trạm Robot 5 bậc tự do....................................................................66 2.2.5 Trạm lắp ráp sản phẩm......................................................................71 2.2.6 Trạm Robot cánh tay khí nén............................................................78 2.2.7 Trạm lƣu kho sản phẩm....................................................................84 CHƢƠNG 3 :...................................................................................................94 THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM WINCC V7.0 ...................................................................................................94 4.1. Khởi tạo Project và cấu hình trong WinCC............................................94 4.2. Kết nối biến của PLC trong WinCC.......................................................97 4.2.1 Kết nối các biến của PLC S7 300 với WinCC ...................................97 4.2.2 Kết nối các biến của PLC S7 200 với WinCC .................................100 4.2.3 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát cho WinCC ......................... 103 KẾT LUẬN....................................................................................................109 Đồ án tốt nghiệp 2 Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3 TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................111 PHỤ LỤC ......................................................................................................112 PHỤ LỤC 1: ..................................................................................................112 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT............................................................................................................112 1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển PLC......................................112 1.2. Thiết Bị Điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 – 300........................114 1.3. Thiết Bị Điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 – 200........................134 1.4. Module truyền thông PROFIBUS EM 277 và module mở rộng vào/ra số EM 223 ......................................................................................................147 1.5. Một số thiết bị điều khiển khác trong dây chuyền................................148 PHỤ LỤC 2: ..................................................................................................151 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC TRẠM QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFIBUS......................................................................................151 PHỤ LỤC 3: ..................................................................................................155 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC V7.0..................................155 Đồ án tốt nghiệp 3 Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3 LỜI NÓI ĐẦU Trong nền sản xuất hiện đại việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng một vai trò hết sức quan trọng. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loại nhỏ và hàng loại vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC, các Rôbốt công nghiệp để điều khiển các đối tƣợng lao động, các đồ gá và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển, tích trữ phôi với mục đích tối ƣu hóa quá trình công nghệ và quá trình sản xuất. Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản phẩm mới. Nhƣ 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. Tuy nhiên phân tích FMS trong điều kiện sản xuất đơn chiếc cho thấy sự không ăn khớp giữa năng suất của FMS và phƣơng pháp chuẩn bị sản xuất bằng tay. Cũng do việc sữ dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hóa mà quá trình chuẩn bị sản xuất kéo dài. Sự nối kết các 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 cáo năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Các hệ thống sản xuất nhƣ vậy đƣợc gọi là hệ thống sản xuất tích hợp có sự trợ giúp của máy tính. Hiện nay ở nƣớc ta nghiên cứu về FMS mới chỉ đƣợc bắt đầu tài liệu về lĩnh vực này bằng tiếng Việt hầu nhƣ chƣa có. Các hệ thống FMS và mô hình mới chỉ đƣợc trang bị ở một số trƣờng ĐH. Trong tƣơng lai các hệ thống này tiếp tục đƣợc đầu tƣ ở nhiều các cơ sở đào tạo khác trên cả nƣớc. Song song với cơ sở hiện đại là việc rất cần có giáo trình giảng dạy. Bằng vốn kiến thức hiểu biết và đƣợc sự hƣớng dẫn tần tình của thầy Thái Hữu Nguyên và thầy Nguyễn Khắc Tuấn cùng các cô, thầy trong khoa đã giúp em tìm hiểu và nghiên cứu về để tài. Với đề tài „„Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát trên nền WinCC sử dụng mạng Profibus” sử dụng bộ PLC S7-300 và PLC S7-200 của siemens liên hệ với nhau qua mạng truyền thông PROFIBUS mà em trình bày trong đồ án tốt nghiệp này, em hy vọng sẽ đóng góp một phần nhỏ bé vào quá trình tìm hiểu công nghệ sản xuất. Trong quá trình làm đồ án còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho vấn đề này đang rất ít và hạn hẹp, nhƣng đƣợc sự hƣớng dẫn của thầy Thái Hữu Nguyên và toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Điện đã hƣớng dẫn và giúp đỡ em Đồ án tốt nghiệp 4 Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3 trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã rất cố gắng nhƣng về thời gian và khả năng của em còn có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy, cô giáo. Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày … tháng … năm 2012. Sinh viên thực hiện Phan Thanh Tuyên Đồ án tốt nghiệp 5 ... - tailieumienphi.vn