Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
ĐạI HÄC THáI NGUYêN
TRưấNG đạI HÄC Kĩ THUậT CôNG NGHIƯP
KHOA ĐIƯN
Bẫ MôN: TÙ đẫNG HOá -XNCN
ĐÅ áN TẩT NGHIƯP
ĐÅ áN TẩT NGHIƯP
ỨNG DỤNG PLC S7 – 200. ĐIỀU KHIỂN CHO QUÁ TRÌNH
CƠNG NGHỆ MÁY ĐỊNH HÌNH LƯU HĨA LỐP Ơ TƠ
GVHD : TS. VÂ QUANG VINH
SVTH : TẠ DUY HIỂN
LỚP : K37IA
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
1
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
Thỏi nguyên 2006
Bộ giáo dục
&
đào tạo Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Đại học Thái Nguyên Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Trường đại họcKTCN o0o
Thuyết minh
đồ án tốt nghiệp
Đề tài
Ứng dụng PLC S7-200. Điều khiển cho quá trình cơng
nghệ của máy định hình lưu hĩa trong dây truyền sản xuất
lốp ơ tơ
Nội dung thuyết minh:
Chương 1: Khái quát về dõy truyền sản xuất lốp ơ tơ
Chương 2:Phõn tích mạch điều khiển rơ le cơng tắc tơ của máy lưu hoá lốp
Chương 3:Tổng quan về PLC S7-200

giúp cho sinh viên cĩ cơ hội tư duy độc lập nghiên cứu và thiết kế. Cũng như
các trường đại học kỹ thuật trong cả nước để giúp cho sinh viên trước khi ra
trường cĩ ý thức được cơng việc làm của mình sau này cho nên trường. Đại
học kỹ thuật cơng nghiệp Thỏi nguyờn đã tổ chức cho sinh viên trước khi ra
trường làm đồ án tốt nghiệp và bản đồ án này được hoàn thiện trong điều khiện
đĩ
Trong thực tiễn các cơng ty, xí nghiệp cơng nghiệp hiện nay đang đặt ra
vấn đề là cải tạo, năng cấp lại những thiết bị và dõy truyền sản xuất cũ theo
quan điểm giữ lại những thiết bị đã hoàn thiện, cải tạo và thay thế những phần
đã lạc hậu hoặc cĩ nhiều nhược điểm để cho ra những thiết bị cĩ độ hoàn thiện
cao. Dựa trên nền tảng đĩ bản đồ án thiết kế ứng dụng PLC điều khiển quá trình
cơng nghệ máy lưu hĩa trong dõy truyền sản xuất lốp ơ tơ.
Với mục đớch làm việc nghiêm túc, tinh thần học hỏi và những nỗ lực
cao của bản thõn nội dung của bản đồ án được xõy dựng trên cơ sở tớnh toán
lơgớc, khoa học và cĩ tớnh thuyết phục cao. Bản đồ án được trình bày một cách
lơgớc ngắn gọn giúp cho người đọc dễ hiểu, các số liệu được lấy từ những tài
liệu đã được các thầy giáo ngành Tự động hoá giảng dạy và tài liệu gốc của
cơng ty cổ phần cao su TELIN. Tuy nhiên do kiến thức cịn hạn chế, trong
phạm vi thời gian cĩ hạn, lượng kiến thức lớn nên bản đồ án khơng tránh khỏi
những khiếm khuyết
Em mong nhận được sự đĩng gĩp xõy dựng của các thầy cũng như bạn
bè để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Trong quá trình làm đồ án em
nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cơ giáo cũng
như sự gĩp ý của các bạn. Đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo Võ Quang Vinh
–Tiến sỹ khoa học, giảng viên bộ mơn tự động hoá của trường. Em xin chõn
thành cảm ơn !
Sinh viên thiết kế
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
3
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
4
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………
Nhận xét của giáo phản biện
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
5
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………
Mục Lục
STT Phụ đề trang
Chương I Khái quát về dây truyền sản xuất lốp ô
6
1.1 Khái quát về dõy truyền sản xuất lốp ô tô của nhà máy
7
1.1.1 Giới thiệu về nhà máy
7
1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của lốp ô tô
7
1.1.3 Giới thiệu về dây truyền làm lốp
9
1.1.4 Giới thiệu về một số máy trong dây truyền
12
Chương II Phân tích mạch rơ le công tắc tơ của máy định hình lưu
hóa
14
2.1 Máy định hình lưu hóa
15
2.1.1 Giới thiệu về máy định hình lưu hóa
15
2.1.2 Cấu tạo máy định hình lưu hóa
15

3.2.3 Thực hiện chương trình
43
3.2.4 Cấu trúc chương trình
44
3.2.5 BỘ PLC SIMATIC S7-200
44
3.3 Phương pháp lập trình
45
Chương IV Ứng dụng PLC SIMATIC S7 200 để điều khiển cho
quá trình công nghệ của máy định hình lưu hóa
65
4.1 Yêu cầu
66
4.2 Sơ đồ khối
66
4.3 Kết nối nguồn cho PLC
66
4.4 Gỏn các địa chỉ vào, ra cho PLC
67
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
6
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
4.6 Viết chương trình bằng STEP7-MicroWin
68
Chương V Lập trình và kết nối PLC cho tay máy

Chương I
Khái quát về dây truyền
sản xuất lốp ơ
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA

Tải trọng động xuất hiện khi ơ tơ chạy, được tính vào bằng các hệ số dự
phịng khác nhau cho mọi loại lốp. Lốp chịu tải trọng động lớn (lốp cho xe chạy
trong hầm lị, đường núi cĩ độ bền cao hơn so với lốp thường
Áp lực bên trong của lốp xe bị giới hạn bởi yêu cầu về tính đàn hồi hướng
kính cao để đáp ứng tính tiện nghi của xe. Trong trường hợp này, khích thước
bao của lốp được xác định từ tải trọng và trị số áp lực của lốp
Khi xác định các kích thước bao của lốp cũng cần tính đến yêu cầu về bố
cục hình dáng ơ tơ. Trên cơ sở các yêu cầu trên, xác định đường kính vành xe,
giới hạn đường kính ngồi và bể rộng của lốp
Đường kính vành xe được đảm bảo bán kính lúc cần thiết, kết cấu phanh và
các yêu cầu về tiêu chuẩn hố
Yêu cầu về khả năng vượt chướng ngại vật giả quyết bằng việc chọn kiểu
hoa lốp thích hợp cũng như chọn loại lốp chuyên dùng
Yêu cầu về tốc độ giả quyết khi chọn vật liệu. Lốp xe chạy tốc độ cao được
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
8
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
chế tạo từ các nguyên vật liệu cĩ độ bề nhiệt cao và ít sinh nhiệt
Trên cơ sở thực tế sử dụng lốp đã xác định số lớp vải mành như sau
- Lốp xe tải chạy đường tốt 8-12 lớp
- Lốp xe tải chạy đường xấu 12-16 lớp
- Lốp xe bỳyt 14-16 lớp
- Lốp xe chạy đường hầm lị 18-20 lớp
- Lốp xe nhẹ chất lượng cao 12-14 lớp
- Lốp xe nhẹ chạy đường tốt 10-12 lớp
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
9
Trng H KT cụng nghip B mụn t ng hoỏ
1.1.3: Gii thiu v dõy truyn lm lp
1.1.3.1S ca dõy truyn sn xut lp t (hỡnh v 1.1)

- Dầu
- Than đen
Nguyên liệu đầu vào là các thành phần trên được đưa qua hệ thống cân băng
định lượng qua băng tải và dẫn nguyên liệu đến máy luyện kín. Tại máy luyện
kớn thỡ cỏc thành phần trên được luyện để tạo sự kết dính lại với nhau với
nhiệt độ trong khi luyện là đảm bảo ở nhiệt độ 70
o
C. Sau một thời gian sản
phẩm luyện kín được nhả qua băng tải và chuyển đến máy luyện hở. Máy luyện
hở cĩ nhiệm vụ luyện và cắt nhỏ cao su thành những tấm nhỏ và chuyển qua
băng tải. Sau đĩ nhúng vào dung dịch Na
2
C0
3
sau đĩ được chuyển qua giàn sấy
khơ và cắt nhỏ ra thành từng tấm. Những tấm cao su nhỏ này sẽ là bán thành
phẩm của cơng đoạn tiếp theo là
- dây truyền cán vải
- dây truyền ộp đựn mặt lốp (ép suất)
- dây truyền làm tanh
Cao su sau khi được luyện hở được đưa đến máy luyện hở 560, từ máy luyện
hở 560 này cao su được cắt thành những tấm nhỏ và được chuyển qua băng tải
dẫn cao su đến máy cán tráng 4 trục như (hình vẽ 1.2).

cao su
h¦íng ra m¶i mµnh
H¦íng ®Õn v¶i mµnh
trôc 1
trôc 2
trôc 3

C
, và được chuyển qua băng tải để làm mát sau khi được làm mát chuyển đến
máy cắt và thực hiện cắt mặt lốp theo kích thước tiêu chuẩn của từng loại lốp
Dây truyền ép tanh (hình vẽ 1.4).

D©y chuyÒn chÕ t¹o vßng tanh
cao su
h×nh 1.4
D©y thÐp
D©y thÐpD©y thÐp
D©y thÐp
Nguyên liệu đầu vào là thép và cao su luyện khi thép qua miệng mỏy thì được
bọc một lớp cao su, sau đĩ thép được bọc cao su chuyển qua máy quấn thành
vịng tanh
Sau khi đã thực hiện được các cơng đoạn trên nguyên liệu được tổng hợp lại
để phục vụ cho cơng đoạn thành hình lốp, tuỳ theo từng loại lốp mà quyết định
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
12
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
số ống vải khác nhau nhưng đa phần là (03-06)ống vải trong một lốp. Bản chất
của thành hình lốp là ta ghép giữa ống vải, vịng tanh, mặt lốp lại với nhau
thành một thể thống nhất, khi thành hình xong chuyển qua cơng đoạn định hình
lưu hố đây là cơng đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng lốp yêu cầu
cơng nghệ của cơng đoạn này là lốp đem vào lưu hố phải đảm bảo các chỉ tiêu
kỹ thuật sau
- Đảm bảo trọng lượng lốp phải đồng đều
- Nhiệt độ lưu hố phải giữ ổn định ở 162
o
C-168
o

ω
~
h×nh 1.5 s¬ ®å khèi cña m¸y chÝnh
Giới thiệu về sơ đồ
ĐC : Động cơ điện một chiều kích từ độc lập
BBĐ : Bộ biến đổi cung cấp nguồn nuơi cho động cơ
RI : Khối khuếch đại dịng điện
FT : Máy phát tốc
RΩ : Khối khuếch đại tốc độ
K : Hệ số phản hồi vị trí
Ở trong hệ thống này yêu cầu phải ổn định được dịng điện, ổn định tốc độ, ổn
định lực căng thì sơ đồ trờn đó đáp ứng được yêu cầu trên trong sơ đồ ta bố trí
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
13
Trng H KT cụng nghip B mụn t ng hoỏ
03 mch vng phn hi
- Phn hi ừm dng in
- Phn hi ừm tc
- Phn hi v trớ
Vi cỏch xừy dng nh trờn thỡ ta c th m bo c cht lng in ỏp cng
nh tc v lc cng theo yờu cu
b : Yờu cu cng ngh i vi gin ph tr
- To hng i cho vi mnh trc v sau khi i qua my chnh
- C gin tr vi phớa trc my chnh
- C b phn sy vi trc khi vi i vo my chnh
- C gin lm mỏt sau khi cỏn
- Tc ca mỏy kộo vi v mỏy nh vi phi ng tc vi mỏy chnh
R R

R

kớch t ca ng c M2 sao cho 1=2 v nh vy s m bo ng tc
Sinh viờn thc hin : T Duy Hin : Lp : K37IA
14
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
Chương II
Phân tích mạch rơ le cơng tắc tơ của
máy định hình lưu hĩa
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
15
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
2.1:Máy Định hình Lưu hố
2.1.1.Giới thiệu về máy định hình.
Máy lưu hĩa cĩ nhiệm vụ lưu hĩa lốp nhàm mục đích tăng tính liên kết của cao
su tạo thành chuỗi liên kết POLIME (hợp chất cao phõn tử) với các vật liệu là
vải mành và vịng tanh. Để lốp thành phẩm cĩ nhứng tớnh năng tốt như cĩ thể
làm việc ở nhiệt độ cao mà khơng bị nĩng chảy, hay làm việc ở những nơi cĩ
nhiệt độ thấp lốp khơng bị dạn nứt và giịn

Hình1: Máy định hình lưu hoá
2.1.2Cấu tạo Máy gồm 3 phần chớnh
a: Tay máy
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
16
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá

Tay máy cĩ nhiệm vụ đưa phơi vào trong khuơn để tiến hành lưu hố. Tay máy
cĩ 2 chuyển động chính đĩ là chuyển động lên, xuống và chuyển động quay vào
quay ra. Tay máy hoạt động lên xuống nhờ 1 động cơ xoay chiều.Chuyển động
vào ra nhờ 1 pitong khí nén, cặp nhả phơi nhờ một pitong khí nén Tay
máy định vị bằng các cơng tắc hành trình.
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
19
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
Hiện nay nhà máy đang sử dụng mạch điện rơle cơng tắc tơ để điều khiển quá
trình định hình và lưu hoá lốp.
2.3. Sơ đồ mạch điều khiển rơ le cơng tắc
Sơ đồ rơ le chia làm 3 phần
+Điều khiển tay máy
+Định hình và lưu hoá lốp
+Ổn định lốp

Hình 8 ( tủ đấu dây của mạch rơ le )
2.3.1, Điều khiển tay máy:
Chuyển động chớnh của tay máy là
+Tay máy chuyển động lên xuống được điều khiển bằng động cơ khơng đồng
bộ 3 pha rơ to lồng sĩc
+Tay máy chuyển động quay ra quay vào được truyền chuyển động bằng
Pitơng khí nén
+Tay máy co và nhả được truyền chuyển động bằng pitơng thuỷ lực
+Tất cả các chuyển động trên được khống chế bằng cơng tắc hành trình
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
20
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
a) Sơ đồ rơleSinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
21

vị trí tháo lốp, RCL và LCL được cấp điện theo các đường:
+SS4 → CR14a → CR19→PB9→ SS3→SQ31(chưa ơ vị trí giữa nên
chưa tác động) →SQ11 →CR14a→SS4→RCR(khơng tác động do tay máy
đang đi xuống) →RCL tay cơ khí phải đi xuống vị trí tháo lốp.
+SS4 → CR14a → CR19→PB9→ SS3→SQ3(chưa ơ vị trí giữa nên
chưa tác động) →SQ1 →CR14a→SS4→LCR(khơng tác động do tay máy
đang đi xuống) →RCL tay cơ khí trái đi xuống vị trí tháo lốp.
Khi hai tay đi đến vị trí tháo lốp ( vị trí giữa) thi tác động vào cơng tắc hành
trình SQ3,SQ31 ngắt điện LCL và RCL hai tay máy dừng lại. Cùng lúc đĩ rơle
trung gian CR17 cĩ điện theo đường: SS4 → PB10 →SQ3→SQ31→ CR17,
CR17 cĩ điện cấp điện cho các van điện từ SV1,SV46,SV4 ngừng hút chõn
khơng và định hình lần 1 theo đường: CR6 ( khuõn đang mở) → PB7 →
SQ11→SQ11.1→SS→CR17→CR10a(tay cơ khí đang ở trong) →
SV1+SV46+SV4.
Đồng thời rơle thời gian TD10 cĩ điện theo đường: CR14B →
SS4→CR17→TD10

+CR16. Sau khoảng thời gian đặt của rơle thời gian TD10
thì tiếp điểm của TD10 đĩng lại cấp điện cho các van SV36 và SV37 tay cơ khí
sẽ nhả phơi. SV36,SV37 được cấp điện theo đường: SS4 →
CR14→TD10→PB13→SS3→CR14→SV36+SV37. Sau khi nhả phơi
PS7,PS8 nhả ra CR19 mất điện, và cũng khơng cịn áp suất trong van PS9,PS10
làm thơng mạch cấp điện cho RCR ,LCR theo các đường:
+SS4 → CR14→PS9→PS10→SQ2.1( vẫn đĩng do khơng phải vi trí trên
cùng) RCL →RCR tay cơ khí phải đi lên.
+ SS4 → CR14→PS9→PS10→SQ2( vẫn đĩng do khơng phải vi trí trên
cùng) LCL →LCR tay cơ khí trái đi lên.
Hai tay cơ khí đi lờn đến khi tác động vào cơng tắc hành trình SQ2 và SQ2.1
thì dừng lại. Đồng thời làm cho CR12 và CR13 mất điện ( CR12 và CR13 đang
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA

2.3.1.Định hình và lưu hoá lốp
a)Sơ đồ rơle cơng tắc tơ
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
24
Trường ĐH KT công nghiệp Bộ môn tự động hoá
b) Nguyên lý làm việc của sơ đồ:
Ký hiệu dùng trong bản vẽ là
SQ
xx
Là cơng tắc hành trình
CR
xx
Là rơ le trung gian
PB
xx
Là nút bấn
SV
xx
Là van điện từ
PS
xx
Là van áp suất
Sơ đồ cĩ nhiêm vụ đĩng, mở khuõn, định hình lần 2 và lưu hoá lốp
Khi tay cơ khí quay ra hết và tay dỡ lốp ở dưới cùng thì các rơ le trung gian
CR10 và CR10a sẽ bị ngắt điện lúc đĩ khởi động từ MC role RC van điện từ
SV21 cĩ điện theo đường: CR6 →PB7→SQ11→SQ11.1(van khí nén an toàn)
→SS6→CR10a→SQ8→SQ12( tay dỡ lốp ở phớa truớc) →SS→SS2 →SQ18
→ CR14 →CR1→MC+SV21) khuõn được đĩng cho đến khi tác động vào
cơng tắc hành trình SQ18 thì SV21 và MC mất điện và dừng lại. Cùng lúc đĩ
TD1 và TD1A và van SV15 cĩ điện theo đường:

đường:
Sinh viên thực hiện : Tạ Duy Hiển : Lớp : K37IA
25