BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH --------------------------------ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ GVHD: ThS. Trần Văn Sỹ SVTH : Trƣơng Minh Đức MSSV : 14141073 Tp. Hồ Chí Minh 01/2019 https://tailieu.tv/
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ GVHD: ThS. Trần Văn Sỹ SVTH : Trương Minh Đức MSSV : 14141073 Tp. Hồ Chí Minh 01/2019 https://tailieu.tv/
ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ----o0o---Tp. HCM, ngày 05 tháng 1 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trương Minh Đức MSSV: 14141073 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2014 Lớp: 14941DT I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: (ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh,…) Sử dụng hai động cơ Servo để điều khiển di chuyển cho hai trục. Thực hiện giám sát thông số áp suất khí, mực sơn và hiển thị lên màn hình HMI. Sử dụng PLC dòng Q của Mitsubishi. Với các Module hỗ trợ phát xung, đọc tín hiệu Analog và truyền thông qua mạng CC Link. Tài liệu sử dụng sẽ được lấy từ Manual của hãng Mitsibishi.
2. Nội dung thực hiện: NỘI DUNG 1: Tìm hiểu về quy trình và điều kiện sơn trên gỗ. NỘI DUNG 2: Thiết kế phần cơ cho mô hình. NỘI DUNG 3: Lắp ráp phần cơ cho mô hình. NỘI DUNG 4: Thiết kế phần điện cho mô hình. NỘI DUNG 5: Lắp ráp phần điện cho mô hình. NỘI DUNG 6: Thiết kế lưu đồ giải thuật điều khiển NỘI DUNG 7: Viết chương trình PLC theo lưu đồ. NỘI DUNG 8: Thiết kế giao diện điều khiển. NỘI DUNG 9: Chạy thử nghiệm máy. NỘI DUNG 10: Cân chỉnh hệ thống. NỘI DUNG 11: Viết sách luận văn. NỘI DUNG 12: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. https://tailieu.tv/
iii III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2018 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/01/2019 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Trần Văn Sỹ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH https://tailieu.tv/
iv TRƢỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ----o0o---Tp. HCM, ngày 05 tháng 01 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRƢƠNG MINH ĐỨC Lớp:14941DT MSSV:14141073 Tên đề tài: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD Tuần 1 01/10 06/10 Gặp giảng viên hƣớng dẫn và làm đề cƣơng Tuần 2 07/10 13/10 Tìm hiểu về quy trình phun sơn gỗ và lên ý tƣởng thiết kế Tuần 3 14/10 20/10 Tìm hiểu Module phát xung QD75D2 và Module đọc Analog AJ65VBTCU 68ADVN và Module truyền thông CC Link QJ61BT11 Tuần 4 21/10 27/10 Lập trình phát xung điều khiển động cơ Servo Tuần 5 29/10 04/11 Lập trình đọc tín hiệu Analog sử dụng Module đọc Analog AJ65VBTCU 68ADVN và Module truyền thông CC Link QJ61BT11 Tuần 6 05/11 11/11 Thiết kế và lập trình giám sát cho màn hình HMI Tuần 7 12/11 18/11 Thiết kế trạm “CONTROL STATION”, trạm “CONTROL AND MONITORING”, Màn hình “HMI”, trạm “AJ65VBTCU 68ADVN” Tuần 8 19/11 25/11 Thi công trạm “CONTROL STATION”, trạm “CONTROL AND MONITORING”, Màn hình “HMI”, trạm “AJ65VBTCU 68ADVN” Tuần 9 26/11 02/12 Thiết kế mô hình Phun sơn Tuần 10 03/12 09/12 Thi công mô hình phun sơn Tuần 11 10/12 16/12 Thi công mô hình phun sơn Tuần 12 17/12 23/12 Thi công mô hình phun sơn Tuần 13 24/12 30/12 Viết báo cáo đồ án Tuần 14 31/12 06/01 Viết báo cáo đồ án Tuần 15 07/01 13/01 Chuẩn bị cho báo cáo đồ án tốt nghiệp https://tailieu.tv/
v Tuần 16 14/01 20/01 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) https://tailieu.tv/
vi LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó Sinh viên thực hiện đề tài https://tailieu.tv/
7 https://tailieu.tv/
https://tailieu.tv/
vii LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trần Văn Sỹ Giảng viên thuộc Viện Sư phạm Kỹ thuật đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài. Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện Điện Tử đã tạo những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp 14941DT đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn đến cha mẹ, đã tạo động lực và điều kiện để các con có thể hoàn thành được đồ án một cách tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện đề tài
viii MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án.............................................................................................................ii Lịch trình .....................................................................................................................iv Cam đoan ....................................................................................................................vi Lời cảm ơn..................................................................................................................vii Mục lục......................................................................................................................viii Liệt kê hình vẽ .............................................................................................................xi Liệt kê bảng vẽ …………………………………………………………………… xiv Tóm tắt xv CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu ............................................................................................................. 1 1.3 Nội dung nghiên cứu 1 1.4. Giới hạn 2 1.5 Bố cục 2 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................ 4 2.1. Quy trình phun sơn gỗ....................................................................................... 4 2.2.1. Sơn PU............................................................................................................ 4 2.2.2. Cách pha chế sơn 4 2.2.3. Quy trình sơn PU 4 2.2. Giới thiệu về PLC.............................................................................................. 6 2.2.1. Tổng quan về PLC.......................................................................................... 6 a. Định nghĩa ............................................................................................................ 6 b. Cấu tạo.................................................................................................................. 6 2.2.2. Đặc điểm và vai trò của PLC.......................................................................... 8 a. Đặc điểm............................................................................................................... 8 b. Vai trò 8 2.2.3 PLC dòng Q của hãng Mitsubishi 9 a. PLC dòng Q 9 b. Những tính năng chính 9 https://tailieu.tv/
ix c. Dãy sản phẩm ..................................................................................................... 10 d. Các loại bộ nhớ................................................................................................... 12 2.2.4. Động cơ Servo.............................................................................................. 13 a. Khái quát............................................................................................................. 13 b. Sự khác biệt giữa động cơ Servo và động cơ thường......................................... 13 c. Cấu tạo 15 d. Nguyên lý hoạt động của Encoder 16 e. Động cơ AC Servo 16 2.2.5. Mạng truyền thông trong công nghiệp......................................................... 17 a. Khái quát............................................................................................................. 17 b. Mạng CC Link.................................................................................................... 17 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. ................................................ 24 3.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 24 3.2. Tính toán và thiết kế hệ thống.......................................................................... 24 3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 24 3.2.2. Tính toán và thiết kế mạch 25 a. Trạm Control Station 25 b. Trạm AJ65VBTCU 68ADVN 31 c. Màn hình HMI..................................................................................................... 33 d. Trạm Control and Monitoring............................................................................. 37 e. Cảm biến ............................................................................................................. 38 f. Cách nối dây giữa Module QD75D2 và Driver Servo ........................................ 41 g. Mô hình phun sơn .............................................................................................. 42 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ...................................................... 44 4.1. Giới thiệu. ......................................................................................................... 44 4.2. Thi công hệ thống.............................................................................................. 44 4.2.1. Thi công trạm Control Station........................................................................ 44 4.2.2. Thi công trạm AJ65VBTCU 68ADVN 45 4.2.3. Thi công màn hình HMI 46 4.2.4. Thi công trạm Control and Monitoring 49 4.3. Đóng gói và thi công mô hình........................................................................... 50 4.3.1. Đóng gói bộ điều khiển .................................................................................. 50 4.3.2. Thi công mô hình phun sơn............................................................................ 51 https://tailieu.tv/
x a. Khối nguồn ........................................................................................................... 52 b. Cảm biến quang.................................................................................................... 53 c. Cảm biến áp suất................................................................................................... 54 d. Van điện từ ........................................................................................................... 55 e. Bộ chỉnh áp suất.................................................................................................... 56 f. Bồn Chứa sơn 56 g. Trục ngang 57 h. Trục dọc 58 i. Relay...................................................................................................................... 58 j. Đầu phun ............................................................................................................... 59 4.4. Lập trình hệ thống.............................................................................................. 60 4.4.1. Lưu đồ giải thuật............................................................................................. 60 4.4.2. Phần mềm lập trình......................................................................................... 66 a. Giới thiệu phần mềm lập trình 66 b. Viết chương trình hệ thống 68 4.4.3. Phần mềm Designer3 86 a. Phần mềm GT Designer3...................................................................................... 86 b. Các tính năng và công cụ chủ yếu được sử dụng trong GT Designer3................ 88 c. Chức năng Script trong GT Designer3................................................................. 88 4.4.4. Truyền thông với GT Desinger3 .................................................................... 92 4.5. Lập trình mô phỏng ........................................................................................... 94 4.6. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và thao tác...................................................... 98 4.6.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 98 4.6.2. Quy trình thao tác 98 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ............................... 100 5.1. Kết quả 100 5 2 Nhận xét 104 5.3 Đánh giá 105 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................... 106 6 1 Kết luận . 106 6.2 Hướng phát triển 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC https://tailieu.tv/
xi LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Cấu trúc cơ bản của PLC ..............................................................................7 Hình 2.2: Cấu tạo động cơ Servo .................................................................................15 Hình 2.3: Nguyên lý Encoder........................................................................................16 Hình 2.4: Tốc độ truyền CC Link ................................................................................18 Hình 2.5: Hệ thống nối dây giản lược 18 Hình 2.6: Loại trừ trạm phụ 19 Hình 2.7 Cấu trúc hệ thống CC Link 19 Hình 2.8: Giao tiếp trạm chủ và trạm I/O từ xa............................................................21 Hình 2.9: Giao tiếp trạm chủ và trạm thiết bị từ xa......................................................22 Hình 2.10: Giao tiếp trạm chủ và trạm cục bộ..............................................................23 Hình 3.1. Module Q61P................................................................................................26 Hình 3.2. Module Q12H................................................................................................26 Hình 3.3. Module QX40 27 Hình 3.4. Sơ đồ đấu dây của Module QX40 27 Hình 3.5. Module QY41P 28 Hình 3.6. Sơ đồ đấu dây của Module QY41P 28 Hình 3.7. Module QJ61BT11N.....................................................................................29 Hình 3.8. Module QD75D2 ..........................................................................................30 Hình 3.9. Thiết kế mô hình trạm CONTROL STATION.............................................30 Hình 3.10. Module AJ65VBTCU 68ADVN ................................................................31 Hình 3.11. Đặc tính chuyển đổi của module AJ65VBTCU 68ADVN ........................32 Hình 3.12. Sơ đồ đấu dây cho module AJ65VBTCU 68ADVN 32 Hình 3.13. Thiết kế mô hình trạm AJ65VBTCU 68ADVN 33 Hình 3.14. Sơ đồ cấp nguồn cho GOT 34 Hình 3.15. Kết nối giữa GOT và CPU..........................................................................34 Hình 3.16. Thiết kết bảng Mica cho màn hình HMI.....................................................35 Hình 3.17. Giao diện giới thiệu ....................................................................................36 Hình 3.18. Giao diện giám sát.......................................................................................36 Hình 3.19. Thiết kết Mica cho trạm CONTROL AND MONITORING......................38 Hình 3.20. Cảm biến PM L44.......................................................................................39 Hình 3.21. Cảm biến E8CB 39 https://tailieu.tv/
xii Hình 3.22. Cảm biến mức nước....................................................................................40 Hình 3.23. Van khí 4V110............................................................................................40 Hình 3.24. Nối dây giữa QD75D2 và CN1A................................................................41 Hình 3.25. Nối dây giữa QD75D2 và Servo Panasonic................................................42 Hình 3.26. Mô hình tổng quan máy phun sơn...............................................................42 Hình 4.1. Trạm CONTROL STATION sau thi công 45 Hình 4.2. trạm AJ65VBTCU 68ADVN sau thi công 46 Hình 4.3. Màn hình HMI sau thi công 47 Hình 4.4. Màn hình hiển thị HMI thực tế .....................................................................48 Hình 4.5. Trạm CONTROL AND MONITORING sau thi công .................................49 Hình 4.6. Mô hình điều khiển và giám sát sau thi công................................................50 Hình 4.7. Nguồn cấp cho mô hình điều khiển ..............................................................52 Hình 4.8. Nguồn tổ ong 24VDC ...................................................................................52 Hình 4.9. Adapter 5VDC ..............................................................................................53 Hình 4.10. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo một 53 Hình 4.11. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo hai 54 Hình 4.12. Cảm biến áp suất.........................................................................................55 Hình 4.13. Van điện từ..................................................................................................55 Hình 4.14. Bộ chỉnh áp suất..........................................................................................56 Hình 4.15. Bồn chứa sơn...............................................................................................57 Hình 4.16. Trục ngang của mô hình phun sơn..............................................................57 Hình 4.17. Trục dọc của mô hình phun sơn .................................................................58 Hình 4.18. Relay điều khiển vị trí Home 58 Hình 4.19. Relay điều khiển Van điện từ 59 Hình 4.20. Đầu phun sơn 60 Hình 4.21. Màn hình chính của phần mềm GX Works2...............................................66 Hình 4.22. Màn hình chọn dòng CPU...........................................................................66 Hình 4.23. Giao diện cài đặt Parameter ........................................................................67 Hình 4.24. Thông số cài đặt cho Parameter..................................................................67 Hình 4.25. Giao diện phần mềm GT Designer3 ...........................................................86 Hình 4.26. Lựa chọn màn hình GOT 86 Hình 4.27. Chọn thông số cho GOT 87 Hình 4.28. Chọn chuẩn kết nối cho GOT 87 Hình 4.29. Chọn Driver giao tiếp 88 https://tailieu.tv/
xiii Hình 4.30. Mã lệnh Script.............................................................................................89 Hình 4.31. Gán địa chỉ ..................................................................................................90 Hình 4.32. Giao diện viết mã lệnh Script......................................................................90 Hình 4.33. Viết lệnh Script ..........................................................................................91 Hình 4.34. Kết quả sau khi gán địa chỉ.........................................................................91 Hình 4.35. Chọn chuẩn giao tiếp 92 Hình 4.36. Nạp chương trình cho GOT 93 Hình 4.37. Hướng dẫn vào chương trình mô phỏng 94 Hình 4.38. Giao diện mô phỏng....................................................................................94 Hình 4.39. Điều chỉnh giá trị biến bằng phần mềm......................................................95 Hình 4.40: Giao diện khi phần mềm mô phỏng đang chạy...........................................95 Hình 4.41. Giao diện giám sát.......................................................................................96 Hình 4.42. Đọc giá trị Analog.......................................................................................97 Hình 4.43. Cách thoát chế độ giám sát .........................................................................97 Hình 5.1. Trạm điều khiển trung tâm 100 Hình 5.2. Trạm nút nhấn điều khiển và đèn giám sát 101 Hình 5.3. Màn hình HMI...............................................................................................101 Hình 5.4. Mô hình tổng thể hệ thống............................................................................102 Hình 5.5. Thiết kế trạm điều khiển trên phần mềm AUTO CAD.................................102 Hình 5.6. Viết chương trình điều khiển trên phần mềm GX Works2...........................103 Hình 5.7. Viết chương trình điều khiển HMI trên phần mềm GT Designer 3..............103 https://tailieu.tv/
xiv LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1. Các Module CPU............................................................................................ 10 Bảng 2.2 Các Module nguồn cung cấp 10 Bảng 2.3 Các Module ngõ vào 11 Bảng 2.4 Các module ngõ ra 11 Bảng 2.5. Các Module phát xung QD75……………………………………………… 12 Bảng 3.1. Các Module sử dụng trong trạm……………………………………………. 25 Bảng 3.2. Module QX40………………………………………………......................... 27 Bảng 3.3. Module QY41P………………………………………………....................... 28 Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật module QJ61BT11N……………………………………. 29 Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật của Module QD75D2 …………………………………. .30 Bảng 3.6 Các bộ phận trên Module AJ65VBTCU 68ADVN 31 Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của Module AJ65VBTCU 68ADVN 31 Bảng 3.8. Thông số kỹ thuật của HMI 35 Bảng 3.9. Thông số kỹ thuật của cảm biến quang PM L44………………………........ 39 Bảng 3.10. Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất E8CB……………………............ 39 Bảng 3.11. Thông số kỹ thuật của cảm biến mực nước Funduno…………………....... 40 Bảng 3.12. Thông số kỹ thuật của Van khí AIRTAC 4V110 06………………......... 40 Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện trạm CONTROL STATION………………... ........ 44 Bảng 4.2. Danh sách linh kiện trạm AJ65VBTCU 68ADVN……………………….... 45 Bảng 4.3. Danh sách linh kiện màn hình HMI 47 Bảng 4.4. Danh sách linh kiện trạm CONTROL AND MONITORING 49 Bảng 4.5. Danh sách linh kiện sử dụng thi công mô hình phun sơn 51 https://tailieu.tv/
TÓM TẮT Việc phun sơn hiện nay đa số làm thủ công nên gây nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Đối với các công ty lớn chuyên về các dòng sản phẩm từ gỗ đã nhập các dây chuyền sản xuất của nước ngoài nhưng với giá thành rất đắt đỏ. Từ những vấn đề thực tế trên, với mong muốn đưa những kiến thức đã học vào lĩnh vực phun sơn gỗ, em chọn thực hiện đề tài “ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ”. Đối với đề tài này thì em sẽ sử dụng PLC dòng Q để điều khiển. Về động cơ thì em sử dụng động cơ Servo vì nó được ứng dụng khá nhiều trong công nghiệp, ngoài ra khi làm đề tài về cộng cơ Servo thì cũng học học được nhiều kiến thức và ứng dụng cho công việc sau này. Ngoài ra em còn sử dụng mạng CC Link để đọc tín hiệu Analog từ các cảm biến phục vụ cho quá trình giám sát. Để thực hiện được đề tài này thì em sẽ tìm hiểu về mô hình thực tế. Sau đó tìm thiết kế lại ở dạng mô hình vừa có thể học tập vừa có thể phát triển sau này.
Sau khi hoàn thiện thì mô hình sẽ được thực hiện theo hướng sư phạm. các module điều khiển sẽ được đặt trên mảng Mica có các Jack ra ngoài. Mô hình chỉ ở dạng mô hình chứ không lớn như ở quy mô công nghiệp nhưng vẫn đảm bảo các tính năng của một máy phun sơn. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Giá trị đồ gỗ từ xưa đến nay đều có sức hút đối với người dùng vì những tinh tế trong thiết kế đã nâng tầm thẩm mỹ cho những không gian mà nó xuất hiện. Bên cạnh đó, việc dùng đồ nội thất bằng gỗ còn mang cảm giác ấm cúng cho không gian sống và làm việc. Vì vậy, các sản phẩm về gỗ ngày càng được ưa chuộng. Và đây cũng là một tiêu chuẩn để đánh giá sự giàu có của một ngôi nhà.
NỘI DUNG 1: Tìm hiểu về quy trình và điều kiện sơn trên gỗ.
NỘI DUNG 2: Thiết kế phần cơ cho mô hình.
NỘI DUNG 3: Lắp ráp phần cơ cho mô hình. https://tailieu.tv/
Nhưng để đồ gỗ được sáng bóng, bảo quản được lâu bền thì phải có sơn phủ bên ngoài. Sơn đó có tác dụng tạo sự láng mịn bề mặt, tạo độ bóng, bảo vệ gỗ khỏi các tác nhân gây hư hỏng bên ngoài như nước, ma sát, mối mọt,…Và hiện nay thì loại sơn được ưu chuộng nhất là sơn PU. Đối với sơn PU thì ta phải dùng xăng Nhật (hay còn gọi là xăng thơm) để làm dung môi hòa tan. Và việc thực hiện sơn hiện nay đa số làm thủ công nên gây nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Đối với các công ty lớn chuyên về các dòng sản phẩm từ gỗ đã nhập các dây chuyền sản xuất của nước ngoài nhưng với giá thành rất đắt đỏ. Từ những vấn đề thực tế trên, với mong muốn đưa những kiến thức đã học vào lĩnh vực phun sơn gỗ, em chọn thực hiện đề tài “ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ”. 1.2. MỤC TIÊU Khảo sát quy trình pha chế sơn và các bước sơn trên gỗ để từ đó xây dựng mô hình cho máy phun sơn có các yêu cầu giống với thực tế và ứng dụng PLC để điều khiển và giám sát. Sau khi hoàn thành đề tài có thể ứng dụng vào máy phun sơn thực tế nhằm giảm bớt sức lao động và giảm sự độc hại cho con người, nâng cao năng xuất làm việc. 1.3. NỘi DUNG NGHIÊN CỨU
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 2 NỘI DUNG 4: Thiết kế phần điện cho mô hình. NỘI DUNG 5: Lắp ráp phần điện cho mô hình. NỘI DUNG 6: Thiết kế lưu đồ giải thuật điều khiển NỘI DUNG 7: Viết chương trình PLC theo lưu đồ. NỘI DUNG 8: Thiết kế giao diện điều khiển. NỘI DUNG 9: Chạy thử nghiệm máy. NỘI DUNG 10: Cân chỉnh hệ thống. NỘI DUNG 11: Viết sách luận văn. NỘI DUNG 12: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. 1.4. GIỚI HẠN Kích thước mô hình 70x40x50cm Sử dụng 2 động cơ servo: Servo MR J2S 40A của Mitsubishi và Servo Minas Serial A của Panasonic. Phun khí để giả lập thay cho quy trình phun sơn. Sử dụng một van điện từ để điều khiển khí nén. Sử dụng CPU Q12H của Mitsubishi. Mô hình có lồng kính để bảo vệ thiết bị khỏi Môi trường khi sơn. Giám sát áp lực khí và mức sơn trong bồn chứa. 1.5. BỐ CỤC Chƣơng 1: Tổng Quan Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chƣơng 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương này trình bày về các cơ sở lý thuyết để làm đồ án gồm các quy trình pha sơn, phun sơn. Giới thiệu về các thiết bị được sử dụng để hoàn thành sản phẩm. Chƣơng 3: Thiết Kế và Tính Toán Từ lý thuyết và các máy thực tế thì em sẽ tính toán và thiết kế mô hình theo yêu cầu đề ra. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 3 Chƣơng 4: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Chương này trình bày về kết quả sau khi thực hiện mô hình, xem đã đúng với yêu cầu đặt ra hay chưa để tiến hành cân chỉnh cho đúng yêu cầu. Chƣơng 5: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này trình bày về các kết luận về mặt thiết kế và sản phẩm mà máy làm ra. Từ đó định hướng được hướng phát triển sau này để ứng dụng ra ngoài cuộc sống. https://tailieu.tv/
2.1.2 Cách pha chế sơn Cách pha chế 3 loại sơn: Sơn lót: 2 lót + 01 cứng + 03 xăng.
Nhằm làm phẳng bề mặt, che khuất các khuyết điểm để sơn đẹp hơn. Bạn cứ tưởng tượng như sơn tường nhà thì cũng dùng bột trét để làm phẳng bề mặt khi sơn vậy. Sơn màu: 01 Cứng + 05 xăng + tinh màu(gia giảm cho phù hợp)
Theo ngôn ngữ đơn giản của các thợ sơn thì sơn PU là loại sơn để bảo vệ, đánh bóng, tạo màu cho gỗ tự nhiên, gỗ công nghiệp một cách đẹp và mịn nhất.
Tùy thuộc khách hàng yêu cầu, nhưng đa số sơn PU cho gỗ hầu như đều có thành phần sơn màu trong đó dù ít hay nhiều. Sơn bóng: 2 bóng + 01 cứng + 01 xăng. Nhiều thợ sơn dùng từ sơn PU nhưng đúng ra đây là cách pha sơn nhằm tạo độ bóng bề mặt cho cả quá trình sơn PU cho gỗ.
2.2.3 Quy trình sơn PU Bƣớc 1: Chà nhám và xử lý bề mặt
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 4 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH PHUN SƠN GỖ 2.1.1 Sơn PU Sơn PU tiếng Anh có nghĩa là Polyurethane, một loại polymer có khá nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Sơn PU có hai dạng tồn tại chính là dạng cứng và dạng foam, được dùng làm vecni để đánh bóng và bảo vệ đồ gỗ như bàn ghế, cửa gỗ Đối với dạng foam, được dùng để làm nệm mút trong các loại ghế (như ghế ngồi trong xe hơi chẳng hạn). Ngoài ra, ứng dụng của foam được dùng để bảo vệ và vận chuyển các thiết bị, dụng cụ dễ vỡ.
Sau khi chà nhám đạt yêu cầu bằng giấy nhám P240, tùy theo mẫu màu sơn yêu cầu có để nguyên thớ gỗ hay sơn bóng mà quyết định bả bột hay không bả bột. https://tailieu.tv/
https://tailieu.tv/
Bƣớc 3: Chà nhám và phun lót lần 2 Chúng ta tiếp tục xả nhám P320, các thợ sơn cho rằng việc sơn lót lần 2 là không cần thiết. Sơn lót lần 2 nhằm tăng độ mịn cho bề mặt gỗ giúp sơn màu đẹp hơn, bề mặt căng mịn hơn. Để có 1 quá trình sơn PU đồ gỗ đẹp bạn nên thực hiện tuần tự các bước này, về chất liệu bạn vẫn sử dụng theo đúng tỷ lệ đã pha ở bước 2. Thời gian chờ khô là 25 30 phút. Bƣớc 4: Phun màu Sơn màu thực hiện làm 2 lần. Việc pha màu do thợ sơn có kinh nghiệm quyết định, tuy nhiên bạn thực hành 1 đến 2 lần là có thể học được rồi. Lần đầu bạn chỉ sơn khoảng 90% mẫu màu yêu cầu sau đó bạn đợi 1 lúc và tiến hành sơn màu lần 2 lên bề mặt gỗ, hoàn thiện 100% mẫu màu yêu cầu . Lần sơn này người thợ sơn sẽ sơn đậm hơn các chỗ còn thiếu màu. Ở bước này cần bố trí thợ sơn có kinh nghiệm để thực hiện. Việc sơn màu là bước quan trọng quyết định toàn bộ khâu sơn PU đồ gỗ do đó bạn cần có phòng kín tránh bụi, luồng gió lưu thông đủ.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 5 Tuy nhiên phần lớn đối với hệ sơn PU đều sử dụng mẫu sơn bóng bề mặt. Khi thực hiện bã bột, cũng cần chú ý trên mẫu sơn có yêu cầu thể hiện các đường vân gỗ hay không ? Nếu có thì bột bã phải là bột màu ( thông thường bột đen hoặc nâu). Việc thực hiện bước bã bột này là cần thiết nhằm lấp đầy các tim gỗ cũng như các khuyết tật nhở trên bề mặt. Nếu không thực hiện bước này sẽ tốn rất nhiều công sức và nguyên liệu để trám các khe hở này sau khi sơn. Bƣớc 2: Sơn lót lần 1 Đây là lớp sơn không màu, thông thường được pha theo tỷ lệ 2 :1 : 3 (2 lót với 1 cứng, 3 xăng) đã nêu ở trên. Tỷ lệ này cũng có thể gia , giảm hoặc thêm các chất phụ gia khác nhằm điều chỉnh tốc độ bay hơi của sơn. Trong điều kiện thời tiết nóng, việc bốc hơi nhanh sẽ làm cho bề mặt sơn bị nỗi tim hoặc tệ hơn là nỗi bọt khí, sẽ mất nhiều công sức để sữa chữa. Ở bước này đã lấp gần đầy các tim gỗ. Nếu làm tốt, với các loại tim gỗ nhỏ và đã thực hiện tốt bước bã bột trước đây, thì có thể chỉ cần một bước sơn lót để giảm chi phí, nguyên liệu và nhân công cho cả khâu sơn PU của bạn. Sơn đều tay bằng súng phun chất lượng tốt.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 6 Bƣớc 5: Phun bóng bề mặt Sau khi đợi lớp sơn màu khô ta tiến hành sơn bóng bề mặt. Nhiều thợ sơn kỹ thì họ sơn thêm 1 lần lót nữa để bảo vệ bề mặt sơn, nhưng theo cách pha của chúng tôi trong lúc pha sơn màu chúng ta đã cho lót vào rồi nên không cần. Và ta chuyển ngay qua công đoạn sơn bóng. Có nhiều chất liệu bóng như mờ 10%, 20%, 50%, 70% và 100%. Tỷ lệ pha như đã nêu ở trên, lớp sơn này có tác dụng làm căng và bóng bề mặt thành phẩm giúp tăng giá trị sản phẩm đồ gỗ. Việc phun bóng tiến hành ở nơi không có bụi bẩn. Cơ bản đã hoàn tất công đoạn sơn PU đồ gỗ. Bƣớc 6: Bảo quản và đóng gói Việc bảo quản và đóng gói khá quan trọng, bạn sơn xong cần có một khu vực để sản phẩm chờ khô nhằm tránh bụi bặm và bụi sơn bám vào ảnh hưởng rất lớn đến độ thẩm mỹ của thành phẩm sau này. Thời gian chờ khô hoàn toàn thường là 12 đến 16 tiếng cho cả quá trình sơn PU. Khi màng sơn có xu hướng ổn định nhưng chưa khô hoàn toàn , tổng lượng bay hơi của dung môi chiếm khoảng 75 90%. nếu làm giảm tốc độ bay hơi ở giai đoạn này, làm tăng khả năng chống biến trắng, và tăng độ bóng bề mặt. Khi màng sơn đã khô hoàn toàn, sự bay hơi cuối cùng chiếm khoảng 10%. 2.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 2.2.1 Tổng quan về PLC a. Định nghĩa PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic khả trình thuộc loại điều khiển bán dẫn tự động theo chương trình người dùng. PLC sử dụng bộ nhớ khả trình để lưu trữ chương trình và thực hiện yêu cầu điều khiển. PLC có thể coi là một máy tính được thiết kế hoạt động tin cậy trong môi trường công nghiệp. b. Cấu tạo Bộ xử lý (CPU): Để đáp ứng được yêu cầu đã nêu thì PLC cần phải có CPU như một máy tính thực thụ. CPU được xem là bộ não của PLC, nó quyết định tốc độ xử lý cũng như khả năng điều khiển chuyên biệt của PLC. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 7 CPU là nơi đọc tín hiệu ngõ vào từ khối vào, xử lý và xuất tín hiệu tới khối ra. CPU còn chứa các khối chứa năng phổ biến như Counter, Timer, lệnh toán học, chuyển đổi dữ liệu… và các hàm chuyên dụng. Khối vào (Module Input): Có hai loại ngõ vào là ngõ vào số DI (Digital Input) và ngõ vào tương tự AI (AnalogNgõInput).vàoDI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu dạng nhị phân như: công tắc, nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến quang, cảm biến tiệm cận,… Ngõ vào AI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu liên tục như: các loại cảm biến nhiệt độ, áp suất, khoảng cách, độ ẩm,… Khi kết nối cần chú ý đến sự tương thích giữa tín hiệu ngõ ra cảm biến với tín hiệu vào mà module AI có thể đọc được. Mỗi module AI sẽ có khả năng đọc tín hiệu tương tự khác nhau: đọc dòng điện, điện áp, tổng trở,… Một thông số quan trọng khác của các module AI là độ phân giải, thông số này cho biết độ chính xác khi thực hiện chuyển đổi ADC. Khối ra: Có 2 loại ngõ ra là ngõ ra số DO (Digital Output) và ngõ ra tương tự AO (AnalogNgõOutput).raDOkết nối với các cơ cấu chấp hành điều khiển theo quy tắc On/Off như: đèn báo, chuông, van điện, động cơ không điều khiển tốc độ,… Ngõ ra AO kết nối với các cơ cấu chấp hành cần tín hiệu điều khiển liên tục: biến tần, van tuyến tính,… Hình 2.1 Cấu trúc cơ bản của PLC https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 8 2.2.2 Đặc điểm và vai trò của PLC a. Đặc điểm Ƣu điểm: Khả năng điều khiển chương trình linh hoạt. Khi cần thay đổi yêu cầu, đối tượng điều khiển chỉ cần thay đổi chương trình thông qua việc lập trình. Số lượng Timer, Counter, Relay trung gian,… rất lớn. PLC còn hỗ trợ nhiều khối hàm có chức năng chuyên dụng: phát xung tốc độ cao, bộ đếm tốc độ cao, bộ điều khiển PID,… Tiết kiệm thời gian nối dây, mạch điều khiển lúc này đã được thay thế hoàn toàn bằng chương trình PLC. - Cấu trúc dạng Module giúp PLC có tính năng mềm dẻo, không bị cứng hóa về phần cứng. Người dùng dễ dàng lựa chọn những module nào cần thiết với yêu cầu điều khiển hiện tại giúp tiết kiệm chi phí. Cấu trúc dạng module của PLC giúp việc mở rộng quy mô điều khiển đơn giản, tiết kiệm, không cần phải trang bị CPU mới. Tuy nhiên khi mở rộng cần chú ý tới khả năng kết nối tối đa của CPU. Khả năng truyền thông, nối mạng với máy tính hay với PLC khác. Khả năng này đáp ứng yêu cầu điều khiển, giám sát từ xa, xây dựng hệ thống SCADA. Hoạt động với độ tin cậy cao, tuổi thọ cao, chống nhiễu tốt trong môi trường công nghiệp. Nhƣợc điểm: Phạm vi ứng dụng hạn chế do giá thành cao nên không đáp ứng các yêu cầu điều khiển đơn giản. Với những yêu cầu này thì bộ điều khiển tiếp điểm sẽ hiệu quả kinh tế hơn. Yêu cầu người lắp đặt ban đầu, lập trình phải có hiểu biết chuyên môn về PLC. b. Vai trò Với những ưu nhược điểm như đã nêu trên, PLC thể hiện ưu điểm vượt trội và hiện nay đã thay thế hệ thống điều khiển tiếp điểm truyền thống trong các nhà máy, dây chuyền công nghệ. Việc thay thế này giúp hệ thống hoạt động tin cậy và hiệu quả hơn, tiết kiệm nhân công và tránh những thao tác sai của người vận hành. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 9 2.2.3 PLC dòng Q của hãng Mitsubishi a. PLC dòng Q Dạng module: Phát triển lên từ dòng sản phẩm trước đó, họ AnSH, họ Q PLC Mitsubishi cho phép người dùng phối hợp và lựa chọn sự kết hợp tốt nhất giữa CPU, công cụ truyền tin, module điều khiển chuyên biệt và I/O trên cùng một nền tảng. Điều này cho phép người dùng cấu hình hệ thống theo những gì mình cần, khi nào mình cần, nơi mình cần triển khai. Khả năng đa dạng: Có thể phối hợp PLC CPU (cơ bản & nâng cao), Motion, Process Controllers và ngay cả PC vào trong một hệ thống duy nhất lên đến 4 CPU khác nhau. Điều này tạo cho người sử dụng sự chọn lựa hướng điều khiển, ngôn ngữ lập trình tất cả cùng chung trên một nền tảng duy nhất. Linh động và phân cấp là đặc tính thiết kế chủ chốt làm cho dòng Q thực sự là một nền tảng tự động hóa duy nhất. Người dùng có thể sử dụng trong điều khiển đơn giản các loại máy móc riêng lẻ hoặc quản lý toàn bộ thiết bị tất cả cùng trên một nền tảng phần cứng. b. Những tính năng chính Tốc độ xử lý lên đến 34ns/LD. Bộ A/D D/A có độ chính xác cao, ứng dụng điều khiển nhiệt độ, điều khiển vị trí. Ngõ vào CIP (Chanel Isolated Pulse), tích hợp bộ đếm xung tốc độ cao. Điều khiển tiến trình, lập trình online. - Hỗ trợ hoàn toàn trong các ứng dụng phần mềm MELSOFT Đầy đủ các ứng dụng mạng như: CC link, MELSECNET H,… Khả năng mở rộng đến 4096 I/O (max 8192 I/O ). Bước lập trình đến 252K steps. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 10 c. Dãy sản phẩm Bảng 2.1 Các Module CPU Kiểu CPU Bộ nhớ CT Số điểm vào/ra CPU cơ bản Q00J 8k Steps 256 points Q00C 8k steps 1024 points Q01 14k steps 1024 points CPU tính năng mạnh Q02 28k steps 4096 points Q02H 28k steps 4096 points Q06H 60k steps 4096 points Q12H 124k steps 4096 points Q25H 252k steps 4096 points CPU dùng cho xử lý quá trình Q12PH 124k steps 4096 points Q25PH 252k steps 4096 points Q12PRH 124k steps 4096 points Q25PRH 252k steps 4096 points CPU điều khiển chuyển động Tên CPU Số trục Q172H ( T) 8 Q173H ( T) 32 Q172 N( T) 8 Q172 N( T) 32 Bảng 2.2 Các Module nguồn cung cấp Tên module Đầu vào Đầu ra Q61P 100V 240VAC 5VDC 6A Q62P 100V 240VAC 5VDC 3A/24VDC 0.6A Q63P 24VDC 5VDC 6A Q64P(N) 100V 120VAC; 200 240VAC 5VDC 8.5A Q61P D 100V to 240VAC 5VDC 6A https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 11 Bảng 2.3 Các module ngõ vào Số ngõ vào 100 đến 120V AC 100 đến 220V AC 24V DC 5/12V DC 24V DC 8 QX28 QX48Y57*1 16 QX10 QX40QX40S1 QX70 QX80 32 QH42PQX40QX40S1*1 QX71 QX81 64 QX42QX42S1 QX72 QX82QX82S1 *1: thông số kỹ thuật ngõ vào cho các module tích hợp I/O. Bảng 2.4 Các module ngõ ra Số ngõra 24VDC,Relay240VAC Triac 100 đế 240VACn Transistor 12 đế 24VDCn(Sink) Transistor 12 đế (Sink/source)24VDCn Transistor 5 đế 12VDCn(Sink) Transistor 12 đế (Source)24VDCn 7 QX48Y57*2 8 QY18A QY22 QY68A 16 QY10 QY40PQY50 QY70 QY80 32 QY42PQY41P*2 QY71 QY81 64 QY42P *2: Thông số kỹ thuật ngõ ra cho các module tích hợp I/O. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 12 Bảng 2.5: Các Module phát xung QD75 STT TÊN MODULE SỐ TRỤC ĐIỀU KHIỂN 1 QD75P1N 1 2 QD75P2N 2 3 QD75P4N 4 4 QD75D1N 1 5 QD75D2N 2 6 QD75D4N 4 7 QD75P1 1 8 QD75P2 2 9 QD75P4 4 10 QD75D1 1 11 QD75D2 2 12 QD75D4 4 d. Các loại bộ nhớ Bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ lưu chương trình và tham số cho một module CPU hoạt động, một chương trình hoạt động được thực thi bằng việc đưa chương trình được lưu trong bộ nhớ chương trình đến bộ nhớ cache chương trình. Bộ nhớ cache: Một bộ nhớ cho chương trình hoạt động. Một chương trình hoạt động được thực thi bằng việc đưa chương trình được lưu trong bộ nhớ chương trình đến bộ nhớ cache chương trình. https://tailieu.tv/
Về cơ bản thì một Servo motor và một động cơ bình thường giống nhau về mặc cấu tạo và nguyên lý hoạt động (nghĩa là cũng có phần cảm phần ứng, khe hở từ thông, cách đấu dây,…). Tuy nhiên tuỳ theo nhu cầu điều khiển mà nó có một số điểm cải tiến hơn so với động cơ thường.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 13 RAM tiêu chuẩn: Một bộ nhớ dùng để sử dụng thanh ghi tệp, biến cục bộ, lấy mẫu truy dấu mà không cần thẻ nhớ. Sử dụng RAM tiêu chuẩn như là một thanh ghi tệp tạo khả năng truy nhập tốc độ cao như ghi dữ liệu. RAM tiêu chuẩn còn được sử dụng để lưu trữ cho module thu thập lịch sử lỗi. Standard ROM: Một bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu như các tham số và chương trình. Thẻ nhớ (RAM): Dùng để lưu trữ trên biến cục bộ, gỡ lỗi dữ liệu, dữ liệu truy dấu SFC, và dữ liệu lịch sử lỗi với các tham số và chương trình. Thẻ nhớ (ROM): Card flash dùng để lưu trữ tham số, chương trình và thanh ghi tệp. Một card ATA lưu trữ các tham số, chương trình, và dữ liệu người dùng của bộ điều khiển khả trình (tệp bình thường). 2.2.4 Động cơ Servo a. Khái quát Động cơ Servo là những hệ hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu của động cơ được nối với một mạch điệu khiển. Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bất kỳ lí do nào ngăn cản chuyển động của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận được tín hiệu ra chưa đạt vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch của động cơ đạt được điểm chính xác. b. Sự khác biệt giữa Động cơ Servo với động cơ thƣờng Không phải bất kì động cơ nào cũng có thể dùng làm động cơ Servo. Động cơ Servo là động cơ hoạt động dựa theo các lệnh điều khiển vị trí và tốc độ. Chính vì thế nó phải được thiết kế sao cho các đáp ứng là phù hợp với nhu cầu điều khiển.
Tăng tốc độ đáp ứng tốc độ: Các động cơ bình thường, muốn chuyển từ tốc độ này sang tốc độ khác thì cần có một khoản thời gian quá độ. Trong một số nhu cầu điều khiển, đòi hỏi động
https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 14 cơ phải tăng/giảm tốc nhanh chóng để đạt được một tốc độ mong muốn trong thời gian ngắn nhất, hoặt đạt được một vị trí mong muốn nhanh nhất. Tăng khả năng đáp ứng: Đáp ứng ở đây cần được hiểu đó là sự tăng/giảm tốc cần phải “mềm” nghĩa là gia tốc là một hằng số hay gần như là một hằng số. Một số động cơ như thang máy hay trong một số băng chuyền đòi hỏi đáp ứng tốc độ của cơ cấu phải “mềm”, tức là quá trình quá độ vận tốc phải xảy ra một cách tuyến tính. Để làm được điều này thì cuộn dây trong động cơ phải có điện cảm nhỏ nhằm loại bỏ khả năng chống lại sự biến đổi dòng điện do mạch điều khiển yêu cầu. Các động cơ Servo thuộc loại này thường được thiết kế giảm thiểu số cuộn dây trong mạch và có khả năng thu hẹp các vòng từ trong mạch từ khe hở không khí. Mở rộng vùng điều khiển: Một số yêu cầu trong điều khiển cần điều khiển động cơ ở một dải tốc độ lớn hơn định mức rất nhiều. Động cơ bình thường chỉ cho phép điện áp đặt lên nó phải bằng điện áp chịu đựng của động cơ và thông thường không quá lớn so với điện áp định mức.Động cơ Servo thuộc loại này có thiết kế đặt biệt nhằm gia tăng điện áp chịu đựng hoặc tăng khả năng bão hoà mạch từ trong động cơ (nghĩa là động cơ làm việc ở đoạn phía dưới cách xa đoạn cùi chỏ (knee point)). Như vậy động cơ Servo thuộc loại này phải được tăng cường cách điện và sử dụng sắt Ferrit hoặc nam châm đất hiếm (rare earth). Khả năng ổn định tốc độ: Động cơ Servo loại này thường được thiết kế sao cho vận tốc quay của nó rất ổn định. Như các bạn biết là không có mạch điện hoàn hảo, không có từ trường hoàn hảo trong thực tế. Chính vì thế một động cơ quay 1750 rpm không có nghĩa là nó luôn luôn quay ở 1750 rmp mà nó chỉ dao động quanh giá trị này. Động cơ Servo khác biệt với động cơ thường là ở chỗ độ ổn định tốc độ khác cao. Các động cơ Servo loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ chính xác (như robot). Nó được thiết kế sao cho có thể gia tăng được dòng từ trong mạch từ lên khá cao và gia tăng từ tính của cực từ. Các rãnh rotor được thiết https://tailieu.tv/
Những
động cơ như thế này thường được cải tiến về phần cơ để có tuổi thọ cao và có thể chống lại được sự hao mòn do ma sát trên ổ bi bạc đạn cũng như trên chổi than. c. Cấu tạo: Cấu tạo của Động cơ Servo gồm có: 1. Stator 2. Cuộn dây 3. Vòng bi 4. Trục 5. Rotor 6. Encoder 7. Cáp Encoder 8. Cáp Motor Hình 2.2: Cấu tạo động cơ Servo https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 15 kế với hình dáng đặc biệt và các cuộn dây rotor cũng được bố trí khác đặc biệt để có thể đáp ứng được yêu cầu này. Tăng khả năng chịu đựng của động cơ: Một số động cơ Servo được thiết kế sao cho có thể chịu đựng được các tín hiệu điều khiển ở tần số rất và có khả năng chịu được được những yêu cầu tăng tốc bất ngờ từ bộ điều khiển (có thể tạo ra các xung điện hài bậc cao).
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 16 d. Nguyên lý hoạt động cơ bản của Encoder Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ. Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khia đĩa quay, chõ không có lỗ, đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ, đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Với tín hiệu có hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉ có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận được tín hiệu đèn led, thì có nghĩa là đĩa đã quay được một vòng. Hình 2.3: Nguyên lý Encoder e. Động cơ AC Servo Động cơ có ba cuộn dây với một đầu chung cho tất cả các cuộn dây. Thông thường đầu chung được đấu với dương nguồn và được kích từ theo thứ tự liên tục. Động cơ có góc quay 120 độ cho mỗi bước. Rotor trong động cơ có hai răng. Stator có ba cực cách nhau 120 độ. Khi cuộn một kích điện thì răng của Motor bị hút vào cực một. Nếu dòng qua cuộn một bị ngắt và đóng dòng cho cuộn 2, rotor quay 120 độ ngược chiều kim đồng hồ và răng của rotor sẽ hút vào cực hai. Để quay động cơ này một cách liên tục, chúng ta cần cấp nguồn liên tục luân phiên cho ba cuộn dây. 2.2.5. Mạng truyền thông trong công nghiệp a. Khái quát Mạng truyền thông trong công nghiệp hay mạng công nghiệp là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để ghép nối các thiết bị trong công nghiệp. Các hệ thống truyển thông công https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 17 nghiệp phổ biến hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau, từ cảm biến, cơ cấu chấp hành cho đến thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát. Việc sử dụng mạng truyền thông công nghiệp có thể thay thế được các kết nối điểm điểm cổ điển giữa các thiết bị công nghiệp mang lại nhiều lợi ích: Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị: các thiết bị được ghép nối với nhau thông qua một đường truyền duy nhất. Tiết kiệm dây nối cho việc lắp đặt hệ thống: Một lượng lớn cáp truyền được thay thế bằng một đường duy nhất, giảm chi phí cho nguyên vật liệu và công lắp đặt. Nâng cao độ tin cậy và chính xác của thông tin: Nhờ kỹ thuật truyền thông số, thông tin truyền đi khó bị sai lệch, các thiết bị nối mạng còn có thể tự phát hiện lỗi và chuẩn đoán lỗi nếu có. Mang lại nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống: Mạng truyền thông công nghiệp cho phép ứng dụng các kiến trúc điều khiển mới như điều khiển phân tán, điều khiển giám sát hoặc chuẩn đoán lỗi từ xa qua Internet, tích hợp thông tin của hệ thống điều khiển và giám sát với thông tin điều hành sản xuất và quản lý công ty. b. Mạng CC-Link CC Link (Control and communication link: Hệ thống liên kết điều khiển và liên lạc) là một hệ thống liên kết dữ liệu có nhiệm vụ cấu hình cho một hệ thống phân tán bằng phương pháp dẫn dây tối ưu và tiết kiệm chi phí. Định nghĩa: CC Link là mạng công nghiệp mở cho phép các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất giao tiếp. Nó chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng máy, thiết bị hoặc kiểm soát quá trình trong các ngành chế tạo và sản xuất, nhưng cũng có thể được sử dụng trong quản lý cơ sở, quá trình điều khiển và tự động hóa tòa nhà.
Đặc điểm của mạng CC-Link: Giao tiếp tốc độ cao: Thông tin bật/ tắt tín hiệu của I/O và các giá trị có thế được trao đổi một cách nhanh chóng ở tốc độ cao. Tính năng này cho phép cấu hình của nhiều hệ thống khác nhau. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 18 Hình 2.4 Tốc độ truyền CC Link Hệ thống nối dây giản lược: Do mô đun có thể nằm trong các thiết bị lớn, như các băng chuyền hay máy móc, một hệ thống nối dây giản lược có thể được thực hiện. Hình 2.5 Hệ thống nối dây giản lược Thiết kế hệ thống linh hoạt: Nhiều thiết bị CC Link được sản xuất bởi các đối tác đã có mặt trên thị trường. Do đó, một hệ thống có thể được thiết kế linh hoạt tùy theo ứng dụng. Cấu hình của hệ thống điều phối: Bằng cách kết nối nhiều bộ điều khiển khả trình tới một hệ thống CC Link, một hệ thống điều phối đơn giản có thể được tạo ra. Các bộ điều khiển khả trình có thể thực hiện kết nối dữ liệu với các trạm từ xa và các trạm thiết bị thông minh và có thể điều khiển các thiết bị điều phối trong một hệ thống CC Link. - Thiết lập hệ thống phù hợp với nhu cầu (Số lượng trạm kết nối): Với tổng cộng 64 trạm I/O từ xa, các trạm điều khiển thiết bị hoặc trạm cục bộ có thể được kết nối về một trạm chủ. Số lượng tối đa có thể kết nối đến trạm chủ như sau: 64 đối với trạm I/O từ xa, 42 đối với trạm thiết bị từ xa và 26 cho trạm cục bộ. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 19 Liên kết điểm: Quá trình giao tiếp trong mỗi hệ thống có thể được thực hiện giữa 2048 điểm đối với đầu vào từ xa (RX) hoặc đầu ra từ xa (RY) và 512 điểm đối với thanh ghi từ xa (RW). Một trạm quản lý bởi một trạm điều khiển hoặc trạm cục bộ có thể xử lý được 32 điểm nếu là đầu vào từ xa (RX) hoặc đầu ra từ xa (RY) và 8 điểm đối với thanh ghi từ xa (RW) (RWw: 4, RWr: 4). Ngăn chặn gián đoạn hệ thống (Chức năng loại trừ trạm phụ): Bởi hệ thống sử dụng kết nối dạng tuyến, ngay cả khi một mô đun hệ thống gặp sự cố do sụt nguồn, kết nối giữa các mô đun bình thường khác vẫn không hề bị ảnh hưởng. Hình 2.6 Loại trừ trạm phụ Cấu trúc cơ bản của hệ thống CC Link: Hình 2.7 Cấu trúc hệ thống CC-Link. Có tổng cộng 4 loại trạm trong hệ thống CC Link: Trạm chủ: Trạm chủ là trạm mà mô đun chủ và cục bộ được gắn kết trên đơn vị cơ sở và điều khiển toàn bộ hệ thống CC-Link. Các mô đun khác nhau theo từng https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 20 dòng Q (QJ61BT11), dòng QnA (1QBT11, A1SJ61QBT11) và dòng A (AJ61BT11, A1SJ61BT11).Tr ạm cục bộ: Trạm cục bộ là trạm mà mô đun chủ và cục bộ được gắn kết với đơn vị cơ sở và giao tiếp với trạm chủ và các trạm cục bộ khác. Các mô đun có thể chia sẻ với mô đun chủ. (Việc lựa chọn trạm chủ và cục bộ phụ thuộc vào cài đặt tham số mạng) Trạm từ xa: Trạm từ xa tương ứng với một mô đun I/O hoặc một mô đun chức năng đặc biệt và thường thực thi đầu vào và đầu ra. Bên cạnh đó, các thiết bị khác (biến tần, bộ hiển thị, cảm biến, vv...). Hơn nữa, trạm này cũng được chia thành một trạm I/O từ xa (tương ứng với một mô đun I/O) và một trạm thiết bị từ xa (tương ứng với một mô đun chức năng đặc biệt; biến tần, bộ hiển thị, cảm biến, vv...) Trạm thiết bị thông minh: Trạm thiết bị thông minh là trạm (mô đun giao diện RS 232C, mô đun định vị trí, bộ hiển thị, vv...) có thể thực thi truyền thông dữ liệu sử dụng truyền tức thời. Cơ chế truyền thông căn bản của hệ thống CC Link: Trạm chủ và tram I/O từ xa. Quá trình truyền thông được thực thi chỉ với thông tin BẬT/TẮT (đầu vào từ xa RX và đầu ra từ xa RY).
Hình 2.8 Giao tiếp trạm chủ và trạm I/O từ xa. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 21 1) Một tín hiệu là đầu vào từ một thiết bị bên ngoài đến trạm I/O từ xa. 2) Tín hiệu đầu vào từ xa (BẬT/TẮT) của trạm I/O từ xa được lưu trong bộ nhớ đệm (khu vực tín hiệu đầu vào từ xa) của mô đun chủ thông qua liên kết dữ liệu. 3) Thông tin tín hiệu đầu vào từ xa của trạm I/O từ xa được đọc từ bộ nhớ đệm (vị trí tín hiệu đầu vào từ xa) của mô đun chủ đến CPU PLC bằng cách tự động làm tươi. (Dùng cho tính toán, như là một thể hiện của CPU PLC).
https://tailieu.tv/
4) Kết quả tính toán được viết lại vào bộ nhớ đệm (vị trí tín hiệu đầu ra từ xa) của mô đun chủ bằng phương pháp tự động làm tươi. 5) Thông tin BẬT/TẮT được lưu trong bộ nhớ đệm của mô đun chủ (vị trí tín hiệu đầu ra từ xa) được triển khai tới tín hiệu đầu ra từ xa của trạm I/O từ xa thông qua liên kết dữ liệu. 6) Tín hiệu được xuất ra thiết bị bên ngoài từ trạm I/O từ xa. Trạm chủ và trạm thiết bị từ xa. Quá trình truyền thông được thực thi chỉ với thông tin BẬT/TẮT (đầu vào từ xa RX và đầu ra từ xa RY) và dữ liệu số (thanh ghi từ xa). Hình 2.9 Giao tiếp trạm chủ và trạm thiết bị từ xa
3) Kết quả tính toán được viết lại vào bộ nhớ đệm (vị trí tín hiệu đầu ra từ xa) của mô đun chủ bằng phương pháp tự động làm tươi. 4) Thông tin BẬT/TẮT được lưu trong bộ nhớ đệm của mô đun chủ (vị trí tín hiệu đầu ra từ xa) được triển khai đến tín hiệu đầu ra từ xa của trạm thiết bị từ xa bằng liên kết dữ liệu. 5) Dữ liệu số được viết vào bộ nhớ đệm (vị trí đăng ký truyền từ xa) của mô đun chủ tự động làm tươi. 6) Dữ liệu số được lưu trong bộ nhớ đệm (vị trí đăng ký truyền từ xa) của mô đun chủ được viết vào thanh ghi từ xa của trạm thiết bị từ xa bằng liên kết dữ liệu. 7) Thanh ghi từ xa (dữ liệu số) của trạm thiết bị từ xa được lưu trong bộ nhớ đệm (vị trí tiếp nhận thanh ghi từ xa) của mô đun chủ bằng liên kết dữ liệu. 8) Dữ liệu số của trạm thiết bị từ xa được đọc bởi bộ nhớ đệm (vị trí tiếp nhận thanh ghi từ xa) của mô đun chủ bằng tự động làm tươi. Trạm chủ và trạm cục bộ. Truyền thông dữ liệu N:N giữa các CPU PLC có thể được thực hiện dựa theo thông tin bit (đầu vào từ xa RX và đầu ra từ xa RY) và thông tin từ (thanh ghi từ xa). Trạm chủ và trạm cục bộ có các CPU độc lập nên RY của trạm chủ tương ứng với RX của các trạm khác trong trường hợp trạm chủ và trạm cục bộ bố trí như sau. https://tailieu.tv/
2) Thông tin tín hiệu đầu vào từ xa của trạm thiết bị từ xa được đọc từ bộ nhớ đệm (vị trí tín hiệu đầu vào từ xa) của mô đun chủ tới CPU PLC bằng tự động làm tươi. (Dùng cho tính toán, như là một thể hiện của CPU PLC).
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 22 1) Tín hiệu đầu vào từ xa (BẬT/TẮT) của trạm thiết bị từ xa được lưu trong bộ nhớ đệm (vị trí tín hiệu đầu vào từ xa) của mô đun chủ bằng liên kết dữ liệu.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 23 Hình 2.10 Giao tiếp trạm chủ và trạm cục bộ. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 24 Chƣơng 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3.1. GIỚI THIỆU Với đề tài “ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ”. Em thực hiện việc thiết kế mô hình với các trạm “CONTROL STATION”, trạm “CONTROL AND MONITORING”, Màn hình “HMI”, trạm “AJ65VBTCU 68ADVN” và mô hình máy phun sơn sử dụng hai Servo của hai hãng Mitsubishi và Panasonic để điều khiển hai trục. Hai cảm biến quang để lấy Home cho Servo. Em còn thiết kế cơ cấu sử dụng khí nén để phun sơn với cảm biến áp suất để cảnh báo. Cảm biến mực nước để cảnh báo hết sơn. 3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống PowerSupply ControlStation MitsubishiDriverServo PanasonicDriverServo MitsubishiMotorServo PanasonicMotorServo AJ65VBTCU68ADVN OpticalSensorWater PressureSensor SensorWaterLevelPneumaticVavle SprayKit HMI Control Monitoringand Khối Control Station: Khối này là khối điều khiển mọi quá trình của hệ thống từ điều khiển Servo, HMI đến đọc giá trị cảm biến. Khối AJ65VBTCU 68ADVN: Khối này có nhiệm vụ đọc giá trị Analog. Khối Pressure: Khối này là Cảm biến áp suất để xác định giá trị áp xuất để người dùng đưa ra các điều chỉnh hợp lý. https://tailieu.tv/
sơn phun lên mặt gỗ. Khối Power Suppy: Nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống. 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch a. Trạm “CONTROL STATION” Bảng 3.1. Các Module sử dụng trong trạm Power CPU SLOT 0 SLOT 1 SLOTT 2 SLOT 3 Q61P Q12H QX40 QY41P QJ61BT11 QD75D2 Module nguồn Q61P: Cấp nguồn cho CPU và các Module mà em sử dụng. Nguồn vào từ 100V 240VAC, ngõ ra là 5VDC 6A. https://tailieu.tv/
đẩ
đó
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 25 Khối Water Level Sensor: Khối này là Cảm biến mực nước để xác định lượng sơn còn trong bồn chứa. Khối Optical Sensor: khối này gồm hai cảm biến quang để lấy Home cho Servo.Khối HMI: Khối này là Màn hình HMI để hiển thị giá trị áp suất, mực nước và các đèn báo. Khối Contro and Monitoring: Khối này bao gồm các nút nhấn điều khiển và đèn hiển thị. Servo Driver Mitsubishi: Driver điều khiển động cơ Servo Mitsubishi.
Servo Driver Panasonic: Driver điều khiển động cơ Servo Panasonic. Khối Spray Kit:Khói này là bộ phun sơn, Khí nén sẽ qua Valve sau sẽ y
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 26 Hình 3.1. Module Q61P Module CPU Q12H: Q12H là một module điều khiển tất cả các hoạt động như: Thực hiện chương trình, xử lý vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài. Đặc điểm Hình ảnh Số điểm I /O: 4096 điểm Hình 3.2. Module Q12H Số điểm thiết bị I/O: 8192 điểm Dung lượng chương trình: 28K bước Tốc độ xử lý hoạt động cơ bản (lệnh LD): 34 ns Dung lượng bộ nhớ chương trình: 112 KB Cổng kết nối ngoại vi: USB và RS 232 Bộ nhớ: RAM, ROM, PLASH Module QX40: Đây là Module ngõ vào, có nhiệm vụ đọc các giá trị từ nút nhấn, switch,… để đưa vào CPU để xử lý. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 27 Bảng 3.2. Module QX40 Đặc điểm Hình ảnh Số điểm đầu vào: 16 điểm Hình 3.3. Module QX40 Phương pháp cách ly: Photocoupler Điện áp đầu vào: 24VDC Dòng điện đầu vào: 4mA Điện áp/dòng điện ON: 19V hoặc cao hơn / 3mA hoặc cao hơn Điện áp/dòng điện OFF: 11V hoặc thấp hơn / 1.7mA hoặc thấp hơn Trở kháng đầu vào: 5,6kΩ Cấp bảo vệ: IP2X Hình 3.4. Sơ đồ đấu dây của Module QX40 https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 28 Module QY41P: Sau khi CPU xử lý dữ liệu thì sẽ xuất giá trị ra Module QY41P để người dùng sử dụng cho các mục đích khác nhau. Bảng 3.3. Module QY41P Đặc điểm Hình ảnh Số điểm đầu ra: 32 điểm Hình 3.5. Module QY41P Phương pháp cách ly: Photocoupler Điện áp tải định mức: 12 24VDC Dòng điện định mức: 0.1A / point, 2A / common Dòng tối đa: 0,7A Nguồn cấp: 12 24VDC; 10mA (tại 24VDC) Cấp bảo vệ: IP2X Hình 3.6. Sơ đồ đấu dây của Module QY41P Module QJ61BT11: Module truyền thông công nghiệp sử dụng mạng CC Link để truyền nhà nhận dữ liệu. Ở đây em sử dụng Module này để đọc giá trị từ trạm AJ65VBTCU 68ADVN sau đó đưa vào CPU để xử lý. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 29 Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật module QJ61BT11N Đặc điểm Hình ảnh Tốc độ truyề 156kbps/625kbps/2.5Mbps/5Mbps/10Mbpsn: Hình 3.7. Module QJ61BT11N Khoảng cách truyền :Tối đa 1.2km (phụ thuộc vào tốc độ truyền) Số trạm kết nối tối đa (trạm chủ): 64 (Có điều kiện đi kèm) Số lượng trạm có thể quản lý (đối với trạm cục bộ): từ 1 đến 4 trạm Số điểm liên kết tối đa trong mỗi hệ thống I/O từ xa (RX, RY): 2048 điểm Thanh ghi từ xa (RWw): 256 điểm Thanh ghi từ xa (RWr): 256 điểm Cáp kết nối: Cáp CC Link/ Cáp CC Link chất lượng cao/ Cáp CC-Link dành cho Ver1.10 Điểm I/O được quản lý: 32 điểm (phân giao I/O: 32 điểm thông minh) Dòng điện tiêu thụ: 0.46A (5VDC) Module QD75D2: Đối với PLC dòng Q sẽ không có ngõ ra phát xung từ các ngõ ra của PLC mà ta phải sử dụng thêm một Module để phát xung. Ở đây em sử dụng Module QD75D2 phát xung để điều khiển hai trục động cơ của Servo. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 30 Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật của Module QD75D2 Đặc điểm Hình ảnh Số trục điều khiển: 02 trục Hình 3.8. Module QD75D2 Số chân kết nối: 40 chân Số lượng xung ngõ ra lớn nhất: 1Mpps Khoảng cách lớn nhất từ Module đến Servo Motor: 10m Dòng tiêu thụ ở điện áp 5VDC: 0.56A Thiết kế bảng Mica cho trạm CONTROL STATION: Vì đề tài của em phát triển theo hướng Sư phạm nên các Module điều khiển sẽ được gắn lên bảng Mica và các các Jack cắm đưa ra ngoài để dễ dàng cho thực hành và phát triển. Hình 3.9. Thiết kế mô hình trạm CONTROL STATION https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 31 b. Trạm “AJ65VBTCU-68ADVN”: Bảng 3.6. Các bộ phận trên Module AJ65VBTCU 68ADVN STT Tên Hình ảnh 1 Cụm đèn báo nguồn và trạng thái liên kết dữ liệu Hình 3.10. Module AJ65VBTCU 68ADVN 2 Cụm đèn cài đặt Offset và Gain 3 Công tắc Select/Set để chuyển kênh khi cài đặt Offset/Gain 4 Núm xoay chọn chế độ (Normal/Test) 5 Công tắc cài đặt tốc độ truyền (165kbps 10Mbps) 6 Công tắc cài đặt số trạm (từ 1 tới 64) 7 Đầu nối One touch cho tín hiệu CC Link 8 Đầu nối One touch cho nguồn cung cấp và FG 9 Đầu nối One touch cho tín hiệu điện áp ngõ vào Bảng 3.7. Thông số kỹ thuật của Module AJ65VBTCU 68ADVN Số kênh 8 Tầm chuyển đổi đƣợc 10V tới 10V, tổng trở ngõ vào mỗi kênh 1M Ngõ ra số Số nhị phân 16 bit có dấu (-4096 to 4095) Số trạm chiếm chỗ 3 Độ phân giải -10V tới 10V; 0-10V 2.5mV 0 tới 5V 1.25mV 1 tới 5V 1mV Phƣơng pháp xử lý trung bình Lấy mẫu Xử lí trung bình: theo số lần và theo thời gian Thời gian chuyển đổi tối đa 1ms/kênh Cấp chính xác 0.2% tại nhiệt độ 25 C, 0.3% tại nhiệt độ 0 55 C Điện áp tối đa ngõ vào analog ±15VDC Nguồn cấp Điện áp:24VDC (20.4 26.4VDC, tỷ lệ gợn sóng <5%) Dòng điện tiêu thụ: 0.1A tại 24VDC Điện áp chịu đựng 500VAC cho một phút Cấp bảo vệ IP1XB https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 32 Hình 3.11. Đặc tính chuyển đổi của module AJ65VBTCU-68ADVN Hình 3.12. Sơ đồ đấu dây cho module AJ65VBTCU-68ADVN https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 33 Thiết kế bảng Mica cho trạm AJ65VBTCU 68ADVN: Trạm được thiết kế với các vị trí đặt Module ở giữa. Tám kênh để đọc dữ liệu Analog. Có khối nguồn 24VDC và khối tín hiệu truyền thông với Module QJ61BT11N ở trạm CONTROL STATION. Hình 3.13. Thiết kế mô hình trạm AJ65VBTCU-68ADVN c. Màn hình “HMI”: Đặc điểm chung của GOT Là dòng sản phẩm màn hình cảm ứng tiếp xúc, giao diện người máy với những tính năng được thiết kế dựa trên những yêu cầu của người sử dụng. Các công tắc và đèn được gắn vào bảng điều khiển giống như phần cứng của thiết bị. Tuy nhiên, bằng việc sử dụng phần mềm thiết kế màn hình, chúng ta có thể tạo ra, hiển thị và thao tác trên màn hình giám sát của GOT, HMI dạng bảng cảm ứng. Ƣu điểm: Giảm kích thước bảng điều khiển. Giảm chi phí đấu dây. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 34 Ngoài các công tắc và đèn như bảng điều khiển truyền thống, GOT có thể dễ dàng hiển thị đồ họa, văn bản,… Sử dụng cho tất cả các loại MELSEC PLC và các loại PLC khác. Khả năng liên kết mạng: Ethernet, CC Link,… Màn hình hiển thị GOT được tạo ra trên máy tính nhờ phần mềm chuyên dụng GT Designer. Sử dụng GT Designer tạo ra các chức năng cho GOT bằng cách cài đặt vào màn hình hiển thị các thành phần có chức năng tương ứng như: công tắc, đèn, hiển thị số,… và các đối tượng khác. Sau đó thực hiện cài đặt các thuộc tính, chức năng hoạt động kết nối với CPU PLC. Cấp nguồn cho GOT Hình 3.14. Sơ đồ cấp nguồn cho GOT Kết nối giữa CPU với GOT: Sử dụng cáp kết nối RS 232 mã GT01 C30R2 62, chiều dài cáp 3m, kết nối trực tiếp với QCPU để chuyển đổi dữ liệu. Hình 3.15. kết nối giữa GOT và CPU https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 35 Bảng 3.8. Thông số kỹ thuật của HMI Mục Thông số kỹ thuật Điện áp nguồn điện đầu vào 100 đến 240VAC (+10%, 15%) Tần số đầu ra 50/60Hz 5% Công suất tiêu thụ 39W hoặc nhỏ hơn (Khi đèn nền tắt là 30W hoặc nhỏ hơn) Thời gian lỗi nguồn tức thời cho phép Trong khoảng 20ms (100VAC hoặc lớn hơn) Điện áp chịu đựng được 1500VAC trong 1 phút Kích thước dây điện sử dụng 0,75 đến 2 [mm2] Kích thước màn hình 8,4’’ Độ phân giải VGA: 640 x 480 [Chấm] Màu sắc hiển thị 16 màu Tuổi thọ Xấp xỉ 52000 giờ (Nhiệt độ môi trường vận hành 250C) Bộ nhớ Bộ nhớ gắn sẵn 11MB (Để lưu dữ liệu dự án và hệ điều hành) Kích thước bên ngoài 241(W) x 190 (H) x 52(D) [mm] Trọng lượng 1,8Kg Gói phần mềm ứng dụng GT Designer3 Giao diện gắn sẵn RS 232, RS 442/485, Ethernet, USB, thẻ CF Hình 3.16. Thiết kết bảng Mica cho màn hình HMI https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 36 Màn hình hiển thị HMI: Để có thể giám sát được thì màn hình HMI phải được thiết kế và lập trình đẻ gắn địa chỉ thì mới có thể giám sát được các thông số Em sẽ thiết kế hai giao diện là giao diện giới thiệu về đề tài và giao diện giám sát. Hình 3.17. Giao diện giới thiệu Hình 3.18. Giao diện giám sát https://tailieu.tv/
Nút nhấn HOME: Có chức năng dừng ngay quá trình phun và chạy về Vị trí Home ngay lập tức. Nút STOP: Có chức năng dừng ngay lập tức quy trình phun. ông tắc AUTO/MAN: Chuyển giữ hai chế độ điều khiển tự động và bằng tay. Nút nhắn SERVO F 1: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ một chạy thuận khi nhấn nút. Nút nhắn SERVO R 1: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ một chạy nghịch khi nhấn nút. Nút nhắn SERVO F 2: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ hai chạy thuận khi nhấn nút. Nút nhắn SERVO R 2: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ hai chạy nghịch khi nhấn nút. Đèn báo RUN: Đèn sẽ sáng khi bất kỳ động cơ Servo chạy. - Đèn báo chế độ AUTO: Đèn sẽ sáng khi công tắc chuyển qua chế độ tự động. Đèn báo chế độ MANUAL: Đèn sẽ sáng khi công tắc chuyển qua chế độ bằng tay. - Đèn báo SERVO ERROR: Đèn sẽ sáng khi Module phát xung QD75D2 bị lỗi. Đèn PRESSURE: Đèn sẽ sáng khi áp suất vượt quá mức cho phép. Đèn OUT OFF PAINT: Đèn sẽ sáng khi hết sơn trên bồn chứa.
https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 37 d. Trạm “CONTROL AND MONITORING”: Trạm này gồm các nút nhấn điều khiển, Công tắc và đèn báo: Nút nhấn 50x30: có chức năng cho máy phụ chạy theo kích thước 50cmx30cm. Nút nhấn 20x20: có chức năng cho máy phụ chạy theo kích thước 20cmx20cm.
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 38 Hình 3.19. Thiết kết Mica cho trạm CONTROL AND MONITORING e. Cảm biến Cảm biến Quang PM-L44: Để hệ thống hoạt động ổn định, hai Servo cần có một điểm bắt đầu mà tại đó vị trí định vị bằng 0 (Home). Để servo nhận biết được điểm Home, em sử dụng cảm biến quang PM L44. Khi cảm biến tác động sẽ truyền tín hiệu đến ngõ vào QX40. Khi QX40 tác động, ngõ ra QY41P sẽ phát tín hiệu để đóng Relay. Khi Relay đóng, sẽ cấp tín hiệu 24V vào chân số 3 (Near point dog signal) của QD75D2. Khi chân số 3 ở tích cực mức cao, thì giá trị tọa độ của QD75D2 sẽ là 0 nên vị trí đặt cảm biến quang sẽ là Home của 2 Servo. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 39 Bảng 3.9. Thông số kỹ thuật của cảm biến quang PM L44 Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Phạm vi cảm biến 5mm Hình 3.20. Cảm biến PM-L44 Đối tượng phát hiện tối thiểu 0.8 x1.8 mm Độ sai lệch < 0.05 mm Nguồn áp 5 24 VDC ± 10% Dòng điện làm việc < 15 mA Ngõ ra Loại NPN Dòng ra cực đại 50 mA Điện áp ngõ ra cực đại 30 VDC Nhiệt độ hoạt động 25 to +55 C Cảm biến áp suất E8CB Để đảm báo được chất lượng sơn em sử dụng cảm biến áp suất E8CB nhằm giám sát áp suất ở một mức độ phù hợp, đảm bảo sơn được phun ra đồng đều. Nếu áp suất tăng đột ngột người sử dụng sẽ có thể biết được và xử lý một cạch nhanh chóng. Bảng 3.10. Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất E8CB Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Nguồn áp 12 24 VDC ± 10% Hình 3.21. Cảm biến E8CB Dòng điện làm việc < 20 mA Loại cảm biến Đo áp suất Tầm đo 0 1 kgf/ Áp lực chịu được 490 kPa Ngõ ra Loại NPN Dòng tải cực đại 80 mA Điện áp ngõ ra cực đại 30 VDC https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 40 Cảm biến mực nƣớc Để giám sát lượng sơn còn lại trong bồn chứa, em sử dụng cảm biến mực nước Funduno. Do em chỉ thi công mô hình mô phỏng, nên cảm biến chỉ phát hiện mực nước tương đối thấp. Bảng 3.11. Thông số kỹ thuật của cảm biến mực nước Funduno Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Nguồn áp 3.3 5 VDC Hình 3.22. Cảm biến mức nước Dòng điện làm việc < 20 mA Tầm đo 0 40 mm Nhiệt độ làm việc 10 30 C Điện áp ngõ ra 0 4.2 VDC Ngõ ra Analog Van khí AIRTAC 4V110 06 Để kiểm soát được khí nén khi phun sơn, em sử dụng van để điều khiển khí nén. Khi van mở, sẽ có khí tạo áp lực để đẩy sơn ra ngoài đầu phun và phun lên tấm gỗ. Bảng 3.12. Thông số kỹ thuật của Van khí AIRTAC 4V110 06 Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Loại van 5/2 Hình 3.23. Van khí 4V110 Áp suất vận hành 0.15 0.8 MPa Áp suất tối đa 1.2 MPa Điện áp điều khiển 24 VDC Công suất 2.5 W Chuẩn bảo vệ IP 65 Thời gian kích tối thiểu 0.05 s Nhiệt độ làm việc 5 50 C https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 41 f. Cách nối dây giữa Module QD75D2 và Driver Servo: Nối dây giữa Module QD75D2 với cổng CN1A của Dirive Mitsubishi: Hình 3.24. Nối dây giữa QD75D2 và CN1A Chức năng các chân của QD75D2 mà em sử dụng: Chân 15,16 của QD75D2: Phát xung để điều khiển động cơ Servo quay thuận. Chân 17,18 của QD75D2 Phát xung để điều khiển động cơ Servo quay nghịch.Chân 11,12 của QD75D2: Có chức năng báo động cơ Servo đã sẵn sàng để hoạt độChânng. 6,7 của QD75D2: Chân COM nối 0V. Chân 1,2 của QD75D2: Cấp nguồn 24V. Chân 3 của QD75D2: Được điều khiển bằng hai cảm biến quang để lấy Home cho Servo. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 42 Nối dây giữa Module QD75D2 với của Drive Panasonic: Cách nối dây cũng tương tự như kết nối giữa giữa Module QD75D2 với cổng CN1A của Drive Mitsubishi, chỉ khác về thứ tự chân trên Drive Panasonic. Hình 3.25. Nối dây giữa QD75D2 và Servo Panasonic g. Mô hình máy phun sơn Hình 3.26. Mô hình tổng quan máy phun sơn Phần khung ngoài được làm nhôm định hình 20x20. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 43 Nơi để thiết bị điều khiển: em sẽ làm một ngăn kéo để có thể đưa các thiết bị ra vào để kiểm tra sửa chữa. Bàn để gỗ thì em sử dụng hai miếng nhôm mặt bàn ghép lại. Trục ngang và trục doc được thiết kế bằng trục vít me để di chuyển. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 44 Chƣơng 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 GIỚI THIỆU Ở chương này, em sẽ trình bày về các hệ thống mà đã thiết kế ở chương 3 tính toán thiết kế. Em sẽ trình bày về các linh kiện mà em sử dụng để thi công, cách lắp linh kiện, cách đấu nối dây, lập trình điều khiển và giám sát. 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 4.2.1 Thi công trạm “CONTROL STATION” Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện trạm CONTROL STATION STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Module nguồn Q61P 01 2 Module CPU Q12H 01 3 Đế gắn Module 12 I/O 01 4 Module QX40 01 5 Module QY41P 01 6 Module QJ61BT11N 01 7 Module QD75D2 01 8 Jack bắp chuối cái 54 9 CB 01 10 Nút dừng khẳn cấp 01 11 Đèn báo điện 220V 01 Quy trình lắp ráp: - Dùng vít để gắn cố định đế gắn các Module chức năng mà em sử dụng. Gắn CB để lấy nguồn 220V để cấp cho Module nguồn của PLC. Gắn các Jack bắp chuối cái theo đúng thiết kế. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 45 Gắn nút dừng khẩn cấp. Gắn các Module cần sử dụng lên đế, sau đó nối dây từ Module ra và đánh dấu dây để đấu vào các Jack bắp chuối. Nối dây từ Module vào các Jack bắp chuối theo đúng vị trí. Nối dây nguồn 220V và 24V. Nguồn 220V sẽ được lấy từ điện lưới quốc gia, nguồn 24V sẽ được lấy từ nguồn tổ ong 24V. Sau đó tiến hành hàn chì để cố định. Hình 4.1. Trạm CONTROL STATION sau thi công Sau quá trình thi công thì em có một số lưu ý: Trong quá trình nối dây giữa các Module và Jack thì phải chú ý tỉ mỉ và chính xác, đảm bảo sự chắc chắn. Phải đo thông mạch và kiểm tra kỹ càng sau đó mới cấp nguồn. 4.2.2 Thi công Trạm “AJ65VBTCU 68ADVN”: Bảng 4.2. Danh sách linh kiện trạm AJ65VBTCU 68ADVN STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Module AJ65VBTCU 68ADVN 1 2 Jack bắp chuối cái 33 Quy trình: - Dùng vít để cố định thanh ray gắn Module AJ65VBTCU 68ADVN Gắn Module AJ65VBTCU 68ADVN lên thanh ray và các Jack bắp chuối đúng theo thiết kế. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 46 Nối dây từ Module đến các kênh cảm biến từ CH1 đến CH8. Nối dây nguồn và tín hiệu đến các Jack bắp chuối tại vùng SIGNAL VÀ SOURCE. Hàn dây để cố định dây. Nguồn cung cấp cho Module sẽ được lấy từ trạm “CONTROL STATION”. Hình 4.2. trạm AJ65VBTCU-68ADVN sau thi công Sau khi thi công thì em có một số lưu ý: Khi nối dây thì phải chú ý sự chuẩn xác. Phải kiểm tra kỹ càng mới cấp nguồn. Đầu đọc tín hiệu có dây ra khó nhỏ nên cần chú ý khi nối dây. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 47 4.2.3 Thi công màn hình HMI”: Bảng 4.3. Danh sách linh kiện màn hình HMI STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Màn hình HMI GOT1000 1 2 Jack bắp chuối cái 12 3 Đèn báo nguồn 220V 1 Quy trình:L ắp các Jack bắp chuối theo đúng vị trí thiết kế. Lắp đèn báo nguồn 220V. Lắp màn hình HMI. Nối dây từ HMI ra Jack nguồn 220V. Hình 4.3. Màn hình HMI sau thi công https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 48 Viết phần mềm cho màn hình HMI: Hình 4.4. Màn hình hiển thị HMI thực tế Về quá trình thiết kế màn hình HMI trên phần mềm Designer 3 thì em sẽ trình bày ở phần 4.4.3 https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 49 4.2.4 Thi công Trạm “CONTROL AND MONITORING”: Bảng 4.4. Danh sách linh kiện trạm CONTROL AND MONITORING STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Nút nhấn 8 2 Đèn 24V 6 3 Công tắc 1 Quy trình:L ắp các nút nhấn, đèn, công tắc và các Jack bắp chuối theo đúng thiết kế. Sau đó nối dây từ Nút nhấn, đèn, công tắc ra các Jack bắp chuối. Hình 4.5. Trạm CONTROL AND MONITORING sau thi công Ở phần này ta chỉ cần chú ý đến vấn đè nối dây theo đúng sơ đồ https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 50 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển Vì em định hướng đề tài theo hướng sư phạm nên bộ điều khiển em đặt trên mica và các ngõ ra để dễ dàng sử dụng và dễ dàng phát triển sau này. Ta chỉ cần nối dây giữa các trạm đúng theo sơ đồ thì sẽ điều khiển được mô hình. Hình 4.6. Mô hình điều khiển và giám sát sau thi công https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 51 4.3.2 Thi công mô hình phun sơn Bảng 4.5. Danh sách linh kiện sử dụng thi công mô hình phun sơn STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Nhôm định hình 20x20 2m 2 Nhôm mặt bàn 50x50cm 3 Thanh trượt bi 2 cây x50cm 4 Mica để gắn Driver servo điều khiển và nguồn 50x50cm 5 ống đi dây điện 5cm 2m 6 ống đi dây điện 6cm 2m 7 Domino 1 cái 8 Nguồn tổ ong 24 5A 1 cái 9 Bồn chứa sơn đường kính 15cm 1 cái 10 Trục vít me 2 cái 11 Dây khí nén 8mm 3m 12 Dây khí nén 6mm 1m 13 Van điện từ 1 cái 14 Đầu phun 1 cái 15 Nối ống hơi 8 cái 16 Bộ chỉnh áp 1 cái 17 Cảm biến áp suất 1 cái 18 Cảm biến quang 2 cái 29 Drive Servo Mitsubishi 1 cái 20 Motor Servo Mitsubishi 1 cái 21 Drive Servo Panasonic 1 cái 22 Motor Servo Panasonic 1 cái https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 52 a. Khối nguồn Em sử dụng ba nguồn là 220VAC, 24VDC. 5VDC. Đối với nguồn 220VAC em sử dụng để cấp nguồn cho hai Drive Servo, PLC và HMI, nguồn tổ ong 24VDC. Hình 4.7. Nguồn cấp cho mô hình điều khiển Đối với nguồn tổ ong 24VDC thì sẽ cung cấp cho các cảm biến quang và cảm biến áp suất, các dây tín hiệu trong Drive Servo, nguồn cho các Module QX40, QY41P, QJ61BT11, QD75D2, AJ65VBTCU 68ADVN. Hình 4.8. Nguồn tổ ong 24VDC https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 53 Nguồn Adapter 5VDC: Vì cảm biến mức nước sử dụng điện áp 5VDC nên em sử dụng Adapter 5VDC để cấp nguồn cho cảm biến. Hình 4.9. Adapter 5VDC b. Cảm biến quang Hình 4.10. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo một https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 54 Hình 4.11. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo hai Hai cảm biến quang đặt tại vị trí HOME để mà động cơ Servo chạy về HOME, khi cảm biến bị tác động thì động cơ Servo sẽ ngay lập tức dừng lại để tránh các hư hỏng. Nguồn cấp cho hai cảm biến là 24VDC lấy từ nguồn tổ ong. c. Cảm biến áp suất Cảm biến áp suất được gắn gần bộ chỉnh áp để khi có sự thay đổi áp suất thì tín hiệu báo về sẽ nhanh nhất. Ngõ vào được gắn ống dẫn khí để đo áp suất. Bình thường thì sẽ đo được áp suất không khí khoảng 22kPa. Nguồn sử dụng cho cảm biến là 24VDC lấy từ nguồn tổ ong. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 55 Hình 4.12. Cảm biến áp suất d. Van điện từ Hình 4.13. Van điện từ Đối với van này thì em chỉ cho khí chạy một chiều từ P đến B. Đầu P là ngõ vào gắn với máy nén khí. Đầu ra B là ngõ ra gắn với bộ chỉnh áp. Khi có áp 24VDC thì van sẽ mở cho khí chạy từ P sang B. Khi không có áp thì van sẽ đóng lại. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 56 e. Bộ chỉnh áp Hình 4.14. Bộ chỉnh áp suất Dùng để điều chỉnh áp suất khí sao cho phù hợp với hệ thống bằng cách vặn núm tròn trên cùng của thiết bị. Một đầu sẽ được gắn với van điện từ. Một đầu sẽ được gắn với cảm biến áp suất và vòi phun. Vì ngòn vào và ngõ ra sử dụng kích thước đầu là 6mm nên phải sử dụng bộ nối 6 8 để nối dây dẫn khí. f. Bồn chứa sơn Được gắn ở vị trí cao nhất để sơn luôn chảy xuống. Vì em chỉ dừng lại dạng mô hình nên em dùng một van để khóa không cho nước chảy xuống. Khi khí chạy qua sẽ đẩy sơn ra ngoài phun lên tấm gỗ. Trong bồn sơn em có gắn một cảm biến mực nước để giám sát mức sơn còn trong bồn chứa. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 57 Hình 4.15. Bồn chứa sơn g. Trục ngang Hình 4.16. Trục ngang của mô hình phun sơn Động cơ Servo được cố định bằng vít và gắn với trục vít me bằng Puli để truyền động. Động cơ này sẽ kéo toàn bộ trực dọc và đầu phun sơn. Trục vít me sẽ được cố định trong thanh nhôm định hình và cố định bằng hai vòng bi. Trục này sẽ kéo toàn bộ trục dọc và đầu phun sơn. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 58 h. Trục dọc Cấu tạo cũng tương tự như trục ngang. Chỉ khác là trục này chỉ kéo đầu phun sơn. Hình 4.17. Trục dọc của mô hình phun sơn i. Relay Relay điều khiển vị trí Home Hình 4.18. Relay điều khiển vị trí Home https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 59 Vì điện áp ngõ ra của cảm biến quang khoảng 5VDC nên không thể kích được cho chân 03 của Module QD75D2 nên ta phải dùng Relay dẫn điện áp 24VDC kích cho chân 03 của Module QD75D2. Relay điều khiển Van: Vì ngõ ra của PLC có điện áp khoảng từ 4 đến 5VDC nên không đủ áp để kích cho Van điện từ mở. Vì vậy, ta phải dùng Relay để kéo áp 24VDC điều khiển Van. Hình 4.19. Relay điều khiển Van điện từ j. Đầu phun Vì em chỉ dừng lại ở dạng mô hình nên em sử dụng đầu phun sương thay thế cho đầu phun sơn. Đối với đầu phun sương thì đã có sẵn đầu nối dây hơi. Ta chỉ cần gắn dây hơi là có thể sử dụng được. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 60 Hình 4.20. Đầu phun sơn 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 4.4.1 Lƣu đồ giải thuật Lưu đồ chương trình chính: Có hai phần là phần điều khiển và giám sát. Pần điều khiển sẽ có hai chế độ là chế độ Auto và chế độ Manual. Bắt đầu XA (Switch Auto/Man) Giám sát Chế độ Manual Chế độ Auto Kết thúc Đúng Sai https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 61 Lƣu đồ ở chế độ Auto: Chế độ Auto Bắt đầu M80 = ON Nhấn X0 40x20 Nhấn X1 20x20 Nhấn X3 Stop Trục 1, Trục 2 dừng M80 = OFF Kết thúc 2040x20x20 Sai Đúng Đúng Sai Sai Đúng Nhấn X Home2 Sai Đúng M80 = ON Đúng Sai Home Chương trình sẽ so sánh đã nhấn nút X2(Home) chưa. Nếu chưa nhấn thì biến M80 sẽ OFF và hệ thống sẽ chờ đến khi nút X2 được nhấn. Khi nút X2 được nhấn thì động cơ Servo trục 1 và trục 2 sẽ di chuyển về Home. Sau khi đã về Home thì biến M80 sẽ On và cho phép nhấn các nút chọn kích thước phun là X1(kích thước 20x20) và X2(40x20). Nếu nhấn STOP thì biến M80(biến cho phép hoạt động) sẽ OFF và hai động cơ Servo ở hai trục sẽ dừng. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 62 Lƣu đồ chƣơng trình khi động cơ Servo trục một và trục hai di chuyển về Home BậtY20 ĐóngTrụcRelay 1 Chạy chế độ OPR Tác động chân DOG A03 của QD75D2 Trục 1 dừng Vị trí tọa độ được đặt thành 0 BậtY21 Đóng Relay Trục 2 Chạy chế độ OPR Tác động chân DOG B03 của QD75D2 Trục 2 dừng Vị trí tọa độ được đặt thành 0 Home Bắtđầu Cảm biến quang Trục 1 phát hiện Cảm biến quang Trục 2 phát hiện Kếtthúc Đúng Đúng Sai Sai Trục 1 dừng Trục 2 dừng Đúng Sai Trục 1 sẽ chạy chế độ OPR. Khi nào cảm biến quang ở trục 1 phát hiện thì sẽ bật ngõ ra Y20 để đóng Relay tác động lên chân A03 của Module QD75D2. Sau đó trục 1 sẽ dừng và vị trí tọa độ được đặt thành 0.
Trục 2 cũng sẽ chạy chế độ OPR. Khi nào cảm biến quang ở trục 2 phát hiện thì sẽ bật ngõ ra Y21 để đóng Relay tác động lên chận B03 của Module QD75D2. Sau đó trục 2 sẽ dừng và vị trí tọa độ được đặt thành 0. https://tailieu.tv/
7. Trục một sẽ chạy vị trí định vị bốn ở tọa độ 0cm. 8. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị bốn có tọa độ là 20cm. 9. Trục một sẽ chạy vị trí định vị năm ở tọa độ 40cm.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 63 Lƣu đồ chƣơng trình sau khi nhấn nút X0 chọn chế độ 40x20.
10. Trục một sẽ chạy vị trí định vị sáu ở tọa độ 0cm.
11. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị năm ở tọa độ 0cm. https://tailieu.tv/
Trục 1 chạy Vị trí định vị 1 Tọa độ 40 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 1 Tọa độ 5 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 2 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 2 Tọa độ 10 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 5 Tọa độ 40 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 3 Tọa độ 40 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 3 Tọa độ 15 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 4 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 4 Tọa độ 20 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 6 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 5 Tọa độ 0 cm 40x20 Bắt đầu Mở van Khóa van Kết thúc Khi nhấn nút X0(kích thước sơn là 40x20) thì hai động cơ sẽ chạy tuần tự như sau: 1. Trục một sẽ chạy vị trí định vị một ở tọa độ 40cm. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị một có tọa độ là 5cm. Trục một sẽ chạy vị trí định vị hai ở tọa độ 0cm. 4. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị hai có tọa độ là 10cm. 5. Trục một sẽ chạy vị trí định vị ba ở tọa độ 40cm. 6. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị ba có tọa độ là 15cm.
2.
3.
6.
Trục 1 chạy Vị trí định vị 7 Tọa độ 20 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 6 Tọa độ 5 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 8 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 7 Tọa độ 10 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 11 Tọa độ 20 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 9 Tọa độ 20 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 8 Tọa độ 15 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 10 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 9 Tọa độ 20 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 12 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 10 Tọa độ 0 cm 20x20 Bắt đầu Mở van Khóa van Kết thúc Khi nhấn nút X1(kích thước sơn là 20x20) thì hai động cơ sẽ chạy tuần tự như sau: 1. Trục một sẽ chạy vị trí định vị bảy ở tọa độ 20cm. 2. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị sáu có tọa độ là 5cm. 3. Trục một sẽ chạy vị trí định vị tám ở tọa độ 0cm. 4. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị bảy có tọa độ là 10cm. 5. Trục một sẽ chạy vị trí định vị chín ở tọa độ 20cm. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị tám có tọa độ là 15cm. Trục một sẽ chạy vị trí định vị mười ở tọa độ 0cm. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị chín có tọa độ là 20cm. Trục một sẽ chạy vị trí định vị mười một ở tọa độ 20cm. https://tailieu.tv/
7.
8.
9.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 64 Lƣu đồ chƣơng trình sau khi nhấn nút X0 chọn chế độ 20x20
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 65 10.Trục một sẽ chạy vị trí định vị mười hai ở tọa độ 0cm. 11.Trục hai sẽ chạy vị trí định vị mười có tọa độ là 20cm. Lƣu đồ chƣơng trình cho chế độ Manual: NhấnX4 M80=OFF Mởvan Trục1 quaythuận Tốcđộ 5000mm/phút Đúng Sai Chếđộ Manual BắtđầuGiữX 4 Khóavan Trục1dừng Đúng Sai NhấnX5 M80=OFF Mởvan Trục1 quaynghịch Tốcđộ 5000mm/phút Đúng Sai Giữ X5 Khóavan Trục1dừng Đúng Sai NhấnX6 M80=OFF Mởvan Trục2 quaythuận Tốcđộ 5000mm/phút Đúng Sai Giữ X6 Khóavan Trục2dừng Đúng Sai NhấnX7 M80=OFF Mởvan Trục2 quaynghịch Tốcđộ 5000mm/phút Đúng Sai Giữ X7 Khóavan Trục2dừng Đúng Sai Kếtthúc Ở chế độ Manual: sẽ kiểm tra đồng thời bốn nút X4, X5, X6, X7. Nếu X4 được nhấn thì biến M80 sẽ OFF và động cơ Servo điều khiển trục 1 sẽ quay thuận với tốc độ 5000mm/phút. Cón nếu X4 không được nhấn thì động cơ Servo điều khiển trục 1 sẽ dừng. Nếu X5 được nhấn thì biến M80 sẽ OFF và động cơ Servo điều khiển trục 1 sẽ quay nghịch với tốc độ 5000mm/phút. Cón nếu X5 không được nhấn thì động cơ Servo điều khiển trục 1 sẽ dừng. Nếu X6 được nhấn thì biến M80 sẽ OFF và động cơ Servo điều khiển trục 2 sẽ quay thuận với tốc độ 5000mm/phút. Cón nếu X6 không được nhấn thì động cơ Servo điều khiển trục 2 sẽ dừng. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 66 Nếu X7 được nhấn thì biến M80 sẽ OFF và động cơ Servo điều khiển trục 2 sẽ quay nghịch với tốc độ 5000mm/phút. Cón nếu X7 không được nhấn thì động cơ Servo điều khiển trục 2 sẽ dừng. 4.4.2 Phần mềm lập trình a. Giới thiệu phần mềm lập trình Chương trình sử dụng: GX Works2 Hình 4.21. Màn hình chính của phần mềm GX Works2 Chọn Project => New để tạo mới chương trình https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 67 Hình 4.22. Màn hình chọn dòng CPU Chọn dòng PLC sử dụng. Em sử dụng PLC dòng Q nên chọn QCPU (Q mode) PLC Type: Chọn loại CPU. Ở đây em sử dụng Q12H. Language: Ngôn ngữ lập trình Ladder. Hình 4.23. Giao diện cài đặt Parameter Tiếp tục chọn Parameter => PLC Parameter => Bảng thiết lập Parameter xuất hiện Chọn mục I/O Assignment để cài đặt thông số. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 68 Hình 4.24. Thông số cài đặt cho Parameter I/O Assignment CPU: Q12H Ngõ vào: QX40 Ngõ ra: QY41P Module QJ61BT11N: Do GX Works2 chưa có hỗ trợ tên module này. Nên khai báo là một module thông minh và bỏ trống phần tên Module QD75D2: Chọn module thông minh, sau đó chọn loại QD75 và chọn QD75D2. Base Setting Base module name: Em sử dụng Base 12 slots nên chọn Q312B. Power module name: Q61P. Chọn Check => End để lưu lại giá trị vừa thiết lập. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 69 b. Viết chƣơng trình hệ thống Đầu tiên, cần cài đặt các thông số Parameter của PLC và tọa độ định vị vị trí của module QD75D2 (Trình bày tại phụ lục) Chƣơng trình điều khiển Dòng lệnh 0: Để module QD75D2 hoạt động định vị theo tọa độ, tín hiệu Y0A0 (PLC sẵn sàng) phải ở mức tích cực. Dòng lệnh 2: Ngõ vào X0A: Switch điều khiển hệ thống chạy 2 chế độ: Auto/Man. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 70 Biến tạm M80: Kiểm soát Home để hệ thống hoạt động ổn định. Khi vừa khởi động hệ thống hoặc hệ thống đang hoạt động người dùng nhấn Stop hoặc người dùng điều khiển ở chế độ Manual, bắt buộc phải nhấn nút Home mới có thể chạy ở chế độ Auto (40x20, 20x20). Nhằm đảm bảo hệ thống định vị luôn hoạt động chính xác. Ngõ vào X0: Nút nhấn điều khiển chu trình sơn tự động 40x20. Biến X0AC: Trạng thái của Servo 1. Khi Servo 1 hoạt động, tiếp điểm X0AC từ đóng sẽ thành mở => Không cho phép kích xung liên tục khi hệ thống đang hoạt động, nhằm đảm bảo tính ổn định của hệ thống. Biến X0AD: Trạng thái của Servo 2. Cách thức hoạt động tương tự biến X0AC.Lệnh [PLS M100]: Yêu cầu biến tạm M100 phát 1 xung. Dòng lệnh 9: Biến M100: Phát 1 xung kích để thực hiện các lệnh phía sau. Lệnh [MOVP K1 D202]: Di chuyển số 1 vào vùng nhớ D202 (vùng nhớ lưu vị trí định vị). Lệnh [ZP.PSTRT1 “U0A” D200 M200]: Yêu cầu trục số 1 phát xung để thực hiện vị trí định vị được lưu ở vùng nhớ sau nó 2 đơn vị (D200, D202 xem hướng dẫn chi tiết ở Manual). Ở đây em muốn trục số 1 sẽ chạy ở vị trí định vị số 1 được lưu trong Positioning_Axis_#1_Data (Xem phụ lục). Sau khi hoàn thành định vị, biến tạm M200 sẽ phát 1 xung để báo hiệu. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 71 Lệnh [Set Y28]: Y28 là ngõ ra điều khiển Relay trung gian để đóng mở Van (Do module ngõ ra thuộc loại Sink). Khi chế độ Auto được chạy thì van sẽ mở để phun sơn. Dòng lệnh 23: Biến tạm M200: Khi lệnh [ZP.PSTRT1 “U0A” D200 M200] hoàn thành định vị. Biến M200 sẽ phát 1 xung. Em sử dụng xung này làm tín hiệu để cho phép chương trình định vị tiếp theo hoạt động. Lệnh [MOVP K1 D206]: Di chuyển số 1 vào vùng nhớ D206 Lệnh [ZP.PSTRT2 “U0A” D204 M201]: Tương tự lệnh [ZP.PSTRT1 “U0A” D200 M200] đã trình bày ở phần trên nhưng yêu cầu trục 2 phát xung. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 72 https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 73 Từ dòng lệnh 36 đến 114: có chức năng tương tự như dòng lệnh 9 và 23. QD75D2 yêu cầu trục 1 định vị tại vị trí 2, 3, 4, 5 và yêu cầu trục 2 định vị tại vị trí 2,3,4.Dòng lệnh 127: Khi trục 1 hoàn thành định vị tại vị trí 5, QD75D2 yêu cầu đồng thời trục 1 định vị vị trí 6 (điểm xuất phát) và trục 2 định vị tại vị trí 5 (điểm https://tailieu.tv/
lệnh 174: Tương tự dòng lệnh 23 nhưng QD75D2 yêu cầu trục 2 định vị tại vị trí 6. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 74 xuất phát) để hoàn thành chu trình sơn 40x20. Đồng thời đóng van khí để vòi phun sơn ngưng hoạt động. Dòng lệnh 153: Tương tự dòng lệnh 2 nhưng khác ngõ vào X1 để làm tín hiệu cho chu trình sơn tự động 20x20. Dòng lệnh 160: Tương tự dòng lệnh 9 nhưng QD75D2 yêu cầu trục 1 định vị tại vị trí Dòng7.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 75 https://tailieu.tv/
Dòng lệnh 187 đến 265: tương tự như dòng lệnh 36 đến 114 nhưng QD75D2 yêu cầu trục 1 định vị tại vị trí 8,9,10,11 và trục 2 định vị tại vị trí 7,8,9.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 76
Dòng lệnh 278: tương tự dòng lệnh 127 nhưng QD75D2 yêu cầu trục 1 định vị vị trí 12 (vị trí xuất phát) và trục 2 định vị vị trí 10 (vị trí xuất phát). Đồng thời đóng van để hoàn thành chu trình sơn 20x20. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 77 Dòng lệnh 304: Ngõ vào cạnh lên X2: Phát tín hiệu để yêu cầu hệ thống trở về vị trí định vị 0 (Home).Tín hiệu X0AC và X0AD: Đã giải thích tại dòng lệnh 2. Nhằm đảm bảo tín ổn định của hệ thống, khi hệ thống hoạt động thì nhấn nút Home sẽ không có tác động. Muốn về Home thì phải nhấn nút Stop trước. Lệnh [MOV K9001 D246]: Di chuyển số 9001 vào vùng nhớ D246. Số 9001 là tín hiệu yêu cầu QD75D2 chạy chế độ OPR. Lệnh [ZP.PSTRT1 “U0A” D244 M300]: Tương tự như lệnh ZP.PSTRT1 ở dòng lệnh 9 nhưng QD75D2 yêu cầu trục 1 chạy vị trí được lưu ở vùng nhớ D246. Vùng nhớ D246 đang có giá trị là 9001 => QD75D2 yêu cầu trục 1 chạy chế độ OPR.Lệnh [MOV K9001 D250] và [ZP.PSTRT2 “U0A” D248 M301]: Tương tự 2 lệnh phía trên nhưng QD75D2 yêu cầu trục 2 chạy ở chế độ OPR. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 78 Lệnh [RST Y28]: Đóng van. Lệnh [SET M80]: Đưa biến tạm M80 lên mức tích cực. Khi hệ thống đã về Home, có thể nhấn nút X0 hoặc X1 để động cơ chạy các chu trình sơn tự động. Dòng lệnh 333 và 335: Ngõ vào X8: Cảm biến quang (điểm Home) của Servo 1. Ngõ vào X9: Cảm biến quang (điểm Home) của Servo 2. Khi cảm biến quang tác động, 2 tín hiệu ngõ ra Y20 và Y21 sẽ lên mức tích cực để tác động đóng Relay trung gian. Relay trung gian đóng lại sẽ cấp điện 24V vào chân A3 và B3 (DOG) của QD75D2. Khi chân DOG bị tác động, tọa độ định vị tại đó sẽ là 0 (Home) Dòng lệnh 337: https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 79 Ngõ vào X3: Nút nhấn phát tín hiệu Stop Tín hiệu X0AC và X0AD: Khi động cơ hoạt động mới tác động vào biến reset. Nếu Servo không hoạt động mà tác động biến Y0A4 và Y0A5 thì QD75D2 sẽ báo lỗi. Tín hiệu Y0A4 và Y0A5: Khi tác động vào 2 tín hiệu này, QD75D2 đang hoạt động sẽ ngừng lại. Nếu QD75D2 đang phát xung mà tác động 2 tín hiệu này sẽ báo lỗi. Biến tạm M40: Nhằm giữ trạng thái yêu cầu Stop trong 0.5 giây (dòng lệnh tiếp theo). Vì chúng ta không biết được khi nhấn nút Stop thì trục 1 hay trục 2 đang hoạt động. Lệnh [RST Y28]: Đóng van Lệnh [RST M80]: Đưa biến tạm M80 về reset. Khi nhấn nút Stop tức là động cơ đã dừng giữa chừng trong quá trình hoạt động. Nên nếu không nhấn nút Home, chế độ Auto sẽ không hoạt động.
Dòng lệnh 349 và 354: Yêu cầu Timer đếm 0.5s. Để lệnh Stop có thể tác động bất kì trục nào đang hoạt động. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 80 Dòng lệnh 356: Ngõ vào X0A: Switch điều khiển hệ thống chạy 2 chế độ: Auto/Man. Ngõ vào X4: Phát tín hiệu cho trục 1 quay thuận. Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1518]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục 1. Y0A8: Vùng nhớ yêu cầu trục 1 quay thuận (Xem phụ lục) Lệnh [RST M80]: Khi thực hiện chế độ Manual, người dùng đã tác động thay đổi vị trí định vị. Nên không cho phép chạy chế độ tự động. Phải nhấn nút Home để động cơ về vị trí xuất phát mới có thể chạy tự động.
Dòng lệnh 365: Ngõ vào X0A: Switch điều khiển hệ thống chạy 2 chế độ: Auto/Man. Ngõ vào X5: Phát tín hiệu cho trục 1 quay nghịch https://tailieu.tv/
Dòng lệnh 383: Ngõ vào X7: Phát tín hiệu cho trục 2 quay nghịch https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 81 Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1518]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục 1. Y0A9: Vùng nhớ yêu cầu trục 1 quay nghịch (Xem phụ lục)
Dòng lệnh 374: Ngõ vào X6: Phát tín hiệu cho trục 2 quay thuận Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1618]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục Y0AA:2.Vùng nhớ yêu cầu trục 2 quay thuận (Xem phụ lục)
Dòng lệnh 392: Khi nhấn các nút X4, X5, X6, X7 mở van phun sơn
Dòng lệnh 397: Khi nhả nút X4, X5, X6, X7 đóng van phun sơn https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 82 Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1618]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục Y0AA:2.Vùng nhớ yêu cầu trục 2 quay nghịch (Xem phụ lục)
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 83 Dòng lệnh 402 và 405: Lệnh khai báo trạm đọc tín hiệu Analog qua giao thức CC LinkDòng lệnh 407: Đọc giá trị Analog từ kênh CH7 và ghi vào vùng nhớ D500 Dòng lệnh 412: Scale giá trị Analog tại vùng nhớ D500 để phù hợp với tầm đo của cảm biến Dòng lệnh 417: Nếu giá trị Scale được lớn hơn 2000, xuất tín hiệu Y25 để bật đèn báo quá áp suất. https://tailieu.tv/
Dòng lệnh 421 và 426: Tương tự dòng lệnh 407 và 412 nhưng đọc giá trị Analog từ kênh CH1.
Dòng lệnh 440 đến 448: Dùng 2 Timer T1 và T2 để tạo xung từ biến tạm M18. Sau đó dùng biến tạm M18 làm nguồn xung cho 2 bộ chia để Scale giá trị từ 2 kênh CH1 và CH7 cho phù hợp với tầm đo thực tế. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 84
Dòng lệnh 431: Nếu giá trị Scale được nhỏ hơn 1, xuất tín hiệu Y26 để bật đèn báo hết sơn.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 85
Dòng lệnh 461: End Kết thúc chương trình. https://tailieu.tv/
Dòng lệnh 451: Nếu X0AC hoặc X0AD ở mức tích cực => QD75D2 đang phát xung => Servo chạy => Xuất tín hiệu Y22 để bật đèn báo Run.
Dòng lệnh 458: Nếu 1 trong 2 tín hiệu X0A8 (Trục 1 lỗi) hoặc X0A9 (Trục 2 lỗi) lên mức tích cực => Xuất tín hiệu Y27 => Bật đèn báo Servo lỗi.
Dòng lệnh 454 và 456: Nhận tín hiệu từ ngõ vào X0A (Switch) để xuất 1 trong 2 tín hiệu là Y23 hoặc Y24 => Bật đèn Auto hoặc Manual.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 86 4.4.3 Phần mềm Disigner3 a. Phần mềm GT Designer3 GT Designer3 là phần mềm hỗ trợ cho người dùng lập trình thiết kế giao diện mà hình GOT trên máy tính. Sau đó thực hiện việc đổ chương trình đã thiết kế từ PC vào GOT để vận hành. Ngoài ra GT Designer còn cho phép import dữ liệu có sẵn trên GOT vào máy tính để chỉnh sửa hoặc import từ một project khác.Để tạo 1 dự án trên phần mềm, hãy làm theo các bước dưới đây: Bước 1: Sau khi khởi động phần mềm, trong hộp thoại [Select project] chọn [New] để tạo 1 dự án mới hoặc [open] để mở 1 dự án đã có. Hình 4.25. Giao diện phần mềm GT Designer3 Bước 2: Lựa chọn các thông tin của màn hình Hình 4.26. Lựa chọn màn hình GOT https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 87 Bước 3. Cấu hình thông số cho bộ điều khiển Hình 4.27. Chọn thông số cho GOT Bước 4. Chọn chuẩn kết nối Hình 4.28. Chọn chuẩn kết nối cho GOT Bước 5. Chọn Driver giao tiếp với bộ điều khiển https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 88
Hình 4.29. Chọn Driver giao tiếp b. Các tính năng và công cụ chủ yếu đƣợc sử dụng trong GT Designer Thanh công cụ object: Chứa các bit switch, bit lamp, các numerical display, đồng hồ thời gian thực, đồ thị, biểu đồ,… Thanh công cụ Figure: Thanh công cụ này cho phép thực hiện vẽ các hình cơ bản cũng như chèn hình bên ngoài vào screen. - Thanh công cụ edit: Giúp người thiết kế chỉnh sửa các đường nét, em, tách, xoay, di chuyển các đối tượng,... c. Chức năng Script trong GT Designer3 Ngoài chức năng chính là tạo giao diện cho GOT, GT Designer còn có thể chạy các đoạn mã lệnh Script. Chức năng này cho phép lập trình điều khiển bằng các đoạn mã lệnh Script, có thể thay thế cho chương trình điều khiển PLC. Làm chương trình lập trình trên PLC được gọn hơn. Các đoạn mã lệnh Script thường được sử dụng: https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 89 Các thuật toán logic: AND (&&), OR (||), NOT(!) - Các câu lệnh điều khiển: If, while, set, reset Các phép toán số học: +, , x, / - Các biểu thức quan hệ: <, <=, >, >=, =, != Các phép toán lượng giác: sin, cos, tan, asin, acos, atan Ví dụ: Thiết kế giao diện gồm 2 nút nhấn ON, OFF điều khiển đèn. Sử dụng chức năng Script trong GT Designer3 Bước 1: Chạy chương trình GT Designer3 tạo một dự án mới (đã trình bày ở trên)Bước 2: Tạo nút nhấn ON, OFF gán địa chỉ X0 và X1. Sử dụng công cụ [Bit Switch] Double Click vào nút nhấn vừa tạo và gán địa chỉ cho nút nhấn trong hộp thoại [Bit Switch] Hình 4.30. Mã lệnh Script https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 90 Hình 4.31. Gán địa chỉ Bước 3: Tạo đèn và gán địa chỉ. Sử dụng [Bit La mp] Double Click vào Bit Lamp vừa tạo gán địa chỉ chọn mục [Script] trong hộp thoại Bit Lamp Hình 4.32. Giao diện viết mã lệnh Script https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 91 Bước 4: Click [Edit Script] viết lệnh Script cho đèn click [Syntax Check] [OK] Hình 4.33. Viết lệnh Script Bước 5: Đổ chương trình vào GOT. Quan sát kết quả Hình 4.33. Kết quả sau khi gán địa chỉ https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 92 4.4.4. Truyền thông với GT Designer3 Ngoài việc giúp thiết kế giao diện cho GOT, GT Designer3 còn cho phép đổ dữ liệu từ PC ra GOT, nhận dữ liệu từ GOT về PC, cài đặt chương trình giao tiếp với GOT và điều chỉnh các thông số trong việc truyền dữ liệu. Để ghi dữ liệu một chương trình từ PC vào GOT, ta thực hiện các bước sau: Bước 1. Trong mục [Communication] chọn [Write to GOT…] Bước 2. Chọn phương thức giao tiếp, sau đó click [OK] Hình 4.35. Chọn chuẩn giao tiếp Bước 3. Lựa chọn các thông tin như sau: Write mode: chế độ ghi GOT Type: loại màn hình - Destination Driver Chọn dữ liệu cần tải xuống màn hình Sau đó Click [GOT Write] để thực hiện việc ghi chương trình vào GO https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 93 Hình 4.36. Nạp chương trình cho GOT https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 94 4.5. LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG Chạy chế độ mô phỏng của phần mềm GXWork2: Mô phỏng Để vào chế độ chạy mô phỏng trên phần mềm GX Work2, hãy làm theo các bước dưới đây. Bước 1: Vào Debug => Start/Stop Simulation Hình 4.37. Hướng dẫn vào chương trình mô phỏng Bước 2: Giao diện mô phỏng xuất hiện bên góc trái màn hình Hình 4.38. Giao diện mô phỏng https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 95 Bước 3: Bật hộp thoại Modify Value để điều chỉnh các giá trị của biến. Debug => Modify Value Hình 4.39. Điều chỉnh giá trị biến bằng phần mềm Bước 4: Thử điều chỉnh các biến theo các nhu cầu điều khiển. Hình … , em bật các biến X0A, M80 và X0 (mô phỏng quá trình bấm phím X0 chạy chế độ sơn 40x20) Hình 4.40: Giao diện khi phần mềm mô phỏng đang chạy https://tailieu.tv/
Sau khi đã kết nối máy tính với CPU, hãy thực hiện giám sát hệ thống theo các bước sau: Bước 1: Trên thanh điều khiển, chọn biểu tượng Start Monitoring (All windows) Hình 4.41. Giao diện giám sát Bước 2: Giao diện giám sát xuất hiện, tương tự như giao diện mô phỏng nhưng phần mềm sẽ nhận tín hiệu tác động trực tiếp từ phần cứng. Ở đây, để trực quan em sẽ giám sát đọc tín hiệu Analog. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 96 Biến tạm M100 phát 1 xung, giá trị K1 sẽ được di chuyển vào vùng nhớ D200. Trục 1 phát xung định vị vị trí số 1 trong bảng Postioning_Axis_#1_Data. Sau khi hoàn thành, biến M200 sẽ ON trong thời gian 1 xung để thực hiện các lệnh tiếp theo. Bước 5: Để rời khỏi chế độ mô phỏng, chọn Debug => Start/Stop Simulation Giám sát hệ thống qua phần mềm GX Work2 có hỗ trợ người dùng giám sát hoạt động trực tiếp hệ thống (Tương tự như Scada). Để có thể sử dụng chức năng này, cần phải kết nối máy tính người dùng với CPU của PLC bằng cáp chuyên dụng (Tùy dòng CPU của PLC).
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 97 Tín hiệu trên màn hình giám sát sẽ thay đổi liên tục (Tùy theo giá trị mà cảm biến đọc về) Hình 4.42. Đọc giá trị Analog Bước 3: Tác động phần cứng bằng các nút nhấn, quan sát trên màn hình GX Work2 các biến đã chạy đúng như yêu cầu điều khiển hay chưa. Nếu chưa đúng hãy hiệu chỉnh chương trình. Bước 4: Để thoát khỏi chế độ giám sát, chọn Stop Monitoring (All windows) Hình 4.43. Cách thoát chế độ giám sát https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 98 4.6 VIẾT TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 4.6.1 Viết tài liệu hƣớng dẫn sử dụng cấp nguồn cho hệ thống, hệ thống sử dụng nguồn là 220V AC, khi cấp nguồn và mở công tắc nguồn thì đèn báo hiệu có điện sáng lên. Chọn chế độ hoạt động bằng công tắc AUTO/MAN: Đối với chế độ AUTO: Bƣớc 1: Nhấn nút HOME. Bƣớc 2: Nhấn nút chọn kích thước 50x30 hoặc 20x20 Đối với chế độ MAN: Nhấn các nút SERVO 1 F, SERVO 1 R, SERVO 2 F, SERVO 2 R để điều khiển động cơ Servo chạy theo chế độ JOG. Khi nhấn HOME: Hai động cơ Servo sẽ chạy chế độ OPR về vị trí HOME đã được cài đặt trước. Khi nhấn STOP: Hai động cơ sẽ dừng hoạt động. Khi đang ở chế độ AUTO: Chỉ nhấn được nút HOME để hai động cơ Servo chạy về vị trí HOME. Khi đang ở chế độ MAN: Có thể sử dụng các nút nhấn SERVO 1 F, SERVO 1 R, SERVO 2 F, SERVO 2 R để điều khiển hai động cơ Servo. 4.6.2 Quy trình thao tác Đối với chế độ AUTO: Trước tiên phải nhấn HOME thì mới nhấn được nút chọn kích thước sơn 40x20 hay 20x20. Nếu máy đang chạy mà nhấn STOP thì máy sẽ ngừng hoạt động và các nút chọn kích thước cũng bị vô hiệu hóa. Phải nhấn nút HOME để hai động cơ Servo trở về vị trí HOME thì hệ thống mới có thể hoạt động tiếp. Ở chế độ AUTO thì các nút nhấn SERVO 1 F, SERVO 1 R, SERVO 2 F, SERVO 2 R không có tác dụng. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 99 Đối với chế độ MAN: Ta nhấn giữ các nút điều khiển thì Servo sẽ chạy theo chế độ JOG và khi thả nút ra thì hệ thống sẽ dừng lại. Ở chế độ này, khi nhấn HOME thì hệ thống vẫn trở về HOME như ở chế độ AUTO. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 100 Chƣơng 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1 Kết quả Hình 5.1. Trạm điều khiển trung tâm https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 101 Hình 5.3. Màn hình HMI Hình 5.2. Trạm nút nhấn điều khiển và đèn giám sát https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 102 Hình 5.4. Mô hình tổng thể hệ thống Hình 5.5. Thiết kế trạm điều khiển trên phần mềm AUTO CAD https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 103 Hình 5.6. Viết chương trình điều khiển trên phần mềm GX Works2 Hình 5.7. Viết chương trình điều khiển HMI trên phần mềm GT Designer 3 https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 104 5.2 Nhận xét Nhìn chung, mô hình khi hoàn thiện đã thực hiện được 90% yêu cầu về quy trình cũng như cách thức tự động phun sơn. Đầu phun sơn em chỉ thực hiện mô phỏng cũng như có hạn chế về phương án thi công nên chưa phun sơn được như thực tế. Thời gian đáp ứng của hệ thống nhanh, cơ cấu chấp hành là Servo nên hoạt động với sai số vị trí vô cùng thấp. Tính ổn định của hệ thống chưa cao vì các tín hiệu điều khiển được đấu nối qua trạm được thiết kế như mô hình dạy học, có thể lỏng dây hoặc thiếu ổn định khi di chuyển. Tính an toàn cao vì các dây nguồn 220V được đã đi cố định, các dây tín hiệu để đấu nối chỉ có điện áp là 24V. Dễ sử dụng vì tương tự các mô hình trong học tập. Mô hình máy phun sơn đảm bảo tính thẩm mỹ, nhưng khi đấu dây vào trạm điều khiển thì tính thẩm mỹ sẽ giảm xuống. Đó là nhược điểm khi không đi dây trực tiếp. Nhưng đổi lại, các mô hình dạy học sẽ được kế thừa để các thế hệ tiếp theo có thể dễ dàng nghiên cứu, cũng như cũng thuận tiện trong việc phát triển thêm các tính năng của hệ thống. https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 105 5.3 Đánh giá Sau 16 tuần nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng PLC để điều khiển và giám sát mô hình máy phun sơn gỗ”, em đã nghiên cứu được: Quy trình phun sơn gỗ trong thực tế. Đồng thời, em đã biết sử dụng hệ thống PLC Mitsubishi dòng Q để phát xung điều khiển Servo (Servo Mitsubishi và Servo Panasonic).Dùnggiao thức CC Link để truyền thông với PLC. Thiết kế được các mô hình trạm điều khiển có thể dùng trong giảng dạy. - Thiết kế và thi công mô hình máy phun sơn gỗ (dùng trục vitme làm cơ cấu để di chuyển các trục động cơ). Biết sử dụng máy nén khí. Sử dụng được cảm biến quang, cảm biến áp suất, cảm biến mực nước. Sử dụng thành thạo ngôn ngữ lập trình Ladder trên phần mềm GX Works2. Sử dụng được HMI để giám sát và phần mềm GT Designer 3 (thiết kế HMI). Sử dụng phần mềm Auto CAD 2007 (Thiết kế các trạm điều khiển). https://tailieu.tv/
CHƢƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 106 Chƣơng 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện, em đã hoàn thành các nhiệm vụ đặt ra. Em đã thiết kế và thi công hoàn chỉnh các Module và mô hình máy phun sơn. Khai thác được phần mềm GX Works2 để lập trình phát xung để điều khiển hai động cơ Servo của hai hãng khác nhau là Mitsubishi và Panasonic, đọc được các giá trị Analog và truyền qua mạng truyền thông công nghiệp CC Link.
Khai thác được phần mềm Designer3 và giám sát các thông số mực sơn và áp suất của mô hình. Khai thác được phần mềm Auto CAD để thiết kế các trạm của mô hình. Do nhóm chỉ dừng lại ở dạng mô hình nên hệ thống phun sơn chưa hoàn thiện. Chỉ mô phỏng được hệ thống sơn chứ chưa có được hệ thống sơn đúng chuẩn với thực tế. 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN Hệ thống phun sơn gỗ có thể phát triển ra những hệ thống phun sơn có kích thước lớn hơn và tiến hành thương mại hóa cho ngành gỗ. Em thực hiện mô hình theo hướng sư phạm nên có thể phát triển dạy học cho một chương trình đào tạo cho các lớp trung cấp nghề. Có thể mở rộng thêm nhiều chức năng hơn, đọc được nhiều thông số Analog hơn nhờ các Jack cắm mà em đã đưa từ các Module ra ngoài. https://tailieu.tv/
[9] Analog Digital Converter Module Type ẠJ65VBTCU 68ADVN/ADIN User’s manual, Mitsubishi Electronic Corporation.
TÀI LIỆU THAM KHẢO BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO
https://tailieu.tv/
[6] GT Designer3 Version1 Screen Design Manual (Functions) [7] GT Designer3 Version1 Screen Design Manual (Fundamentals) [8] Khóa học PLC định vị trí, Mitsubishi Electronic Corporation, 2014.
J2S A, Servo Amplifier Instruction Manual, Mitsubishi Electronic Corporation.[5]AcServo
[1] Type QD75P/QD75D Positioning Module User's Manual (Program Controller)[2]Khóa học về CC Link dòng Q, Mitsubishi Electronic corporation. [3] Khóa học cơ bản về Q Series (cho GX Works 2), Mitsubishi Electronic corporation.[4]MR
Motor Driver Operating Manual Minas A Series, Panasonic.
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MODULE QD75D2 Sau khi khai báo Parameter cho PLC, chúng ta cần tiếp tục khai báo các thông số cho module QD75D2. Thiết lập Parameter
Chọn Intelligent Function Module => 00A0: QD75D2 => Parameter. Chức năng của các tham số vị trí quan trọng cần thiết lập: 1. Unit setting: Chọn đơn vị để hệ thống định vị (Có 4 giá trị: mm, inch, degree và pulse). Ở đây nhóm chọn đơn vị là mm để thuận lợi trong việc điều khiển vị trí. Khi chọn mm là đơn vị định vị, các mục sau đây sẽ thay đổi theo các giá trị dưới đây: https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2. No.of pulses per rotation: Số xung trên mỗi vòng quay. Ở đây nhóm sử dụng Servo của 2 hãng khác nhau là Mitsubishi và Panasonic nên tham số này cũng khác nhau. Nhóm cài đặt 600 xung đối với Servo Mitsubishi và 1000 xung đối với Servo Panasonic để phù hợp với tham số của từng Servo.
5. Pulse output mode: Chế độ phát xung. Nhóm sử dụng phương pháp “CW/CCW Mode” (Chế độ xung xuôi/ngược).
4. Unit magnification: Độ khuếch đại đơn vị. Nhóm chọn 10x10 (10 lần)
6. OPR Speed: Tốc độ khi hoạt động ở chế độ OPR. Để đảm bảo tính ổn định của hệ thống, nhóm chọn tốc độ 4000 mm/phút.
https://tailieu.tv/
3. Movenment amount per rotation: Lượng di chuyển trên mỗi vòng quay. Giá trị này thay đổi tùy thuộc vào liên kết cơ học (đĩa cam, dây đai, vít me,…) giữa Servo và chi tiết gia công. Trong hệ thống này, động cơ Servo di chuyển 10000 um trong 1 vòng quay . Nhưng do giá trị tối đa phần mềm hỗ trợ là 2500 um. Nên nhóm đặt 1000 um và chọn độ khuếch đại đơn vị ở phía dưới.
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7. Creep Speed: Tốc độ phanh khi chân DOG của QD75D2 được tác động. Nhóm cài đặt 300 mm/ phút 8. Setting for the movement amount after near point dog ON: Lượng di chuyển sau khi tín hiệu DOG được tác động. Nhóm thiết lập 1000 um. Thiết lập vị trí định vị Tiếp theo, để QD75D2 có thể phát xung theo vị trí mong muốn, chúng ta cần thiết lập các thông số định vị vị trí Chọn Intelligent Function Module => 00A0: QD75D2 => Postioning_Axis_#1_Data để thiết lập các thông số định vị vị trí cho trục 1. 1. No. : Số dữ liệu định vị trí. Khi muốn chạy dữ liệu định vị tại hàng nào, chúng ta di chuyển số đó vào vùng nhớ phù hợp (Đã trình bày tại chương trình điều khiển) 2. Operation pattern: Kiểu vận hành. Nhóm sử dụng kiểu END. 3. Postioning address: Địa chỉ định vị. Ở chế độ 40x20, trục 1 sẽ chạy 40 cm sau đó quay về. Nên nhóm cài đặt xen kẽ vị trí 400000 um (40cm) và 0 um. Tương tự đối với chế độ 20x20. https://tailieu.tv/
Tại tham số “Positioning address”, khi trục 1 chạy xong 1 vị trí định vị, trục 2 sẽ tiến lên 1 khoảng cách cố định để đảm bảo sơn được phun đều khắp bế mặt. Sau khi tiến đến vị trí 200000 um (20cm) sẽ quay về vị trí ban đầu để hoàn thành 1 chu trình sơn. Tra cứu địa chỉ của các biến điều khiển
Tùy vào khai báo và vị trí đặt module QD75D2 trên Base, các biến điều khiển sẽ thay đổi. Để xem địa chỉ ta thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Chuột phải vào module QD75D2 và chọn Register to Intelligent Function Module Monitor. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
để thiết lập các thông số định vị vị trí cho trục 2.
4. Command speed: Tốc độ di chuyển. Nhóm cài đặt 6000 mm/phút ở tất cả vị trí (vì phun sơn ở tốc độ cố định).
Chọn Intelligent Function Module => 00A0: QD75D2 => Postioning_Axis_#2_Data
Tương tụ như các tham số thiết lập cho trục 1 đã giải thích phía trên.
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bước 2: Chọn QD75D2 và Display by axis => Ok. Bước 3: Bảng địa chỉ của module sẽ hiện ra, tìm kiếm các biến cần điều khiển. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP *Vào chế độ Test và kiểm tra lỗi Trước khi vận hành, cần đảm bảo phần cứng đã được đấu nối chính xác. Để kiểm tra ta thực hiện các bước sau đây Bước 1: Tool => Intelligent Function Module Tool => QD75/LD75 Postioning Module => Positioning Test Bước 2: Bảng kiểm tra module QD75D2 hiện lên. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bước 3: Kiểm tra 3 tín hiệu External input output signal Lower limit signal, External input output signal Upper limit signal và External input out signal DRIVER Unit READY đã ON chưa. Nếu 3 tín hiệu này ON, trong mục “Select Function” chọn JOG/Manual Pulse Generator/OPR => Nhập tốc độ trong mục JOG Speed và chọn “Forward Run” để quay thuận hoặc “Reverse Run” để quay nghịch. Nhấn nút “OPR” để thử chế độ OPR. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bước 4: Nếu module QD75D2 đang bị lỗi, sẽ có thông báo. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bước 5: Nhấp vào lỗi để hiện thông báo chi tiết và khắc phục như hướng dẫn https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP *Chương trình điều khiển Sau khi đã hoàn thành các cài đặt, nhóm điều khiển QD75D2 bằng lệnh chuyên dụng.Nhập số trục (1 hoặc 2) vào phần “” của lệnh Thiết lập dữ liệu https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Dữ liệu điều khiển: Thiết bị Mục Thiết lập dữ liệu (S) Số khởi động Số dữ liệu định vị vị trí: 1 đến 100 Khởi động khối: 7000 đến 7004 OPR của máy: 9001 OPR tốc độ cao: 9002 Thay đổi giá trị hiện tại: 9003 Chạy đồng thời tại nhiều trục: 9004 Chương trình mẫu: Nhấn nút X0: trục 1 hoạt động theo vị trí định vị số 1. Nhấn nút X1: trục 2 hoạt động theo chế độ OPR https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MODULE ANALOG CC-LINK. Hệ thống trạm chủ có cấu hình như sau: Power CPU Slot 0 Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 4 11 Q61P Q12H QX40 QY41P QJ61BT11N QD75D2 BLANK Trạm con: AJ65VBTCU 68ADVN (Analog input voltage) 1. Kết nối và cấu hình phần cứng 1.1 Cài đặt cho trạm chủ Cài đặt số trạm, tốc độ truyền dữ liệu Hình xx: Công tắc cài đặt số trạm, tốc độ truyền của trạm chủ 1.2 Cài đặt cho trạm con Hình 7. . Cài đặt số trạm, tốc độ truyền https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Hình 7. . Sơ đồ đấu dây Hình 7. . Sơ đồ kết nối cáp CC Link 2. Cấu hình trên GX Works2 2.1 Khai báo thông số mạng CC Link Trong cửa sổ Navigation chọn Parameter Network Parameter CC link. Xuất hiện cửa sổ Network Parameter CC-Link Configuration. Cấu hình như sau: Bước 1: Nhập Number of module bằng 1, Start I/O No: 0030, nhập địa chỉ Remote input: X400, remote output: Y400, Remote register (Rwr): D400, Remote register (RWw): D300, Special relay: SB0, Special register: SW0. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bước 2: Check vào ô [Set the station information in the CC Link configuration window]. Sau đó nhấn vào CC Link Configuration sẽ hiện ra của sổ như hình bên dưới, trong mục Module list, tìm và kéo thiết bị được sử dụng ra theo đúng thứ tự. Nhấn [CC Link Configuration] [Close with Reflecting the setting] https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bước 3: Initial setting: khi cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu được bật lên và biến khởi tạo trạm thiết bị từ xa được SET, thiết lập ban đầu theo trình tự sau sẽ được thực hiện. Bảng xx: Thiết lập ban đầu của AJ65VBTCU 68ADVN Điều kiện Thực thi Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu RX18 bật Cho phép kênh 1 và kênh 8 hoạt động (RWw0 :0081H) Tầm chuyển đổi: kênh 1: (0 5V), kênh 8 ( 10 tới 10v) (RWw1: 1H; RWw2: 0H) Xử lý trung bình: Kênh 1:lấy mẫu ngẫu nhiên, Kênh 8: lấy trung bình theo thời gian (RWw3: 8000H) Kênh 8: thời gian lấy trung bình: 256 lần (RWwB: 100H) Bật cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 Bật cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu RX18 tắt Tắt cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 Cờ báo thiết lập dữ liệu ban đầu hoàn tất RX19 bật Tắt cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Bảng xx: Thiết lập ban đầu của AJ65VBTCU 68DAVN Sau khi đã thiết lập được các thông số cho các trạm, tiến hành lưu vào phần Initial setting. Nhấn Initial setting, xuất hiện cửa sổ sau: Trong mục Target Station No. nhập 1 để cài đặt cho trạm 1, sau đó nhấn Regist Procedure để điền thông số. Chọn Input format dạng: HEX, sau đó nhập thông số thiết lập ban đầu cho AJ65VBTCU 68ADVN. Sau khi nhập thông số, nhấn Check để kiểm tra lỗi, sau đó nhấn End để kết thúc. Cửa sổ trạm con sau khi thiết lập hoàn tất: Điều kiện Thực thi Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu RX18 bật Cho phép kênh 3 hoạt động (RWw8 :00FBH) Tầm chuyển đổi: ( 10 tới 10V) (RWw9 :0H) Ngõ ra kênh 3 chế dộ CLEAR: (RWwB :0H) Bật cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 Bật cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu RX18 tắt Tắt cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 Cờ báo thiết lập dữ liệu ban đầu hoàn tất RX19 bật Tắt cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Cửa sổ CC Link Parameter sau khi khái báo xong. Nhấn Check để kiểm tra lỗi, sau đó nhấn End để kết thúc. 3 Lập trình 3.1 Phân giao I/O từ xa RX/RY, thanh gia từ xa RWr/RWw Phân giao I/O được phần mềm GX Work 2 tự động cấp, giúp người lập trình biết địa https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP chỉ tương ứng trong PLC của ngõ vào/ra module CC-Link để lập trình. Để xem phân giao I/O từ xa, thao tác như sau: [View] [Docking Window] [CC Link Device Reference Window]. Sau đó nhập địa chỉ trạm chủ 30 vào ô Master/Local Start I/O No. https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Danh sách tín hiệu I/O của AJ65CBTCU 86ADVN Remote Input (RX) CPU Refresh RX Mô tả X400 RX0 Cờ kênh 1 chuyển đổi hoàn tất X401 RX1 Cờ kênh 2 chuyển đổi hoàn tất X402 RX2 Cờ kênh 3 chuyển đổi hoàn tất X403 RX3 Cờ kênh 4 chuyển đổi hoàn tất X404 R4 Cờ kênh 5 chuyển đổi hoàn tất X405 RXn5 Cờ kênh 6 chuyển đổi hoàn tất X406 RX6 Cờ kênh 7 chuyển đổi hoàn tất X407 RX7 Cờ kênh 8 chuyển đổi hoàn tất RX8 RXB Cấm dùng X40C RXC Cờ báo lỗi E2PROM RXD RX17 Cấm dùng X418 RX18 Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu X419 RX19 Cờ báo thiết lập dữ liệu ban đầu hoàn tất X41A RX1A Cờ báo lỗi X41B RX1B Remote READY RX1C RX5F Cấm dùng Remote Output (RY) CPU Refresh RY Mô tả RYn0 RY17 Cấm dùng Y418 RY18 Cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất Y419 RY19 Cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu Y41A RY1A Cờ yêu cầu xử lý lỗi RY18 RY5F Cấm dùng https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Danh sách thanh ghi của AJ65CBTCU 86ADVN Remote Register (RWr) CPU Refresh RWr Mô tả D400 RWr0 Giá trị số của kênh 1 D401 RWr1 Giá trị số của kênh 2 D402 RWr2 Giá trị số của kênh 3 D403 RWr3 Giá trị số của kênh 4 D404 RWr4 Giá trị số của kênh 5 D405 RWr5 Giá trị số của kênh 6 D406 RWr6 Giá trị số của kênh 7 D407 RWr7 Giá trị số của kênh 8 D408 RWr8 Mã lỗi RWr9 RWrB Cấm dùng Remote Register (RWw) CPU Refresh RWw Mô tả D300 RWw0 Bật tắt từng kênh D301 RWw1 Chọn tầm chuyển đổi cho Kênh 1 → 4 D302 RWw2 Chọn tầm chuyển đổi cho Kênh 5 → 8 D303 RWw3 Đặc tính xử lý trung bình D304 RWw4 Thời gian xử lý trung bình kênh 1 D305 RWw5 Thời gian xử lý trung bình kênh 2 D306 RWw6 Thời gian xử lý trung bình kênh 3 D307 RWw7 Thời gian xử lý trung bình kênh 4 D308 RWw8 Thời gian xử lý trung bình kênh 5 D309 RWw9 Thời gian xử lý trung bình kênh 6 D310 RWwA Thời gian xử lý trung bình kênh 7 D311 RWwB Thời gian xử lý trung bình kênh 8 https://tailieu.tv/
PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Danh sách thiết bị trạm chủ Thiết bị Mô tả X30 Lỗi Mô đun X31 Trạng thái liên kết dữ liệu chủ X3F Mô đun sẵn sàng SB000D Cờ yêu cầu lệnh khởi tạo trạm thiết bị từ xa SB005F Cờ báo hoàn tất thủ tục khởi tạo trạm thiết bị từ xa SW0080.0 Trạng thái liên kết dữ liệu trạm số 1 3.2 Chương trình ví dụ. Đọc tín hiệu Analog tại kênh CH1. Nếu giá trị đọc về lớn hơn 2300. Bật đèn. Giải thích chương trình: Dòng lệnh 406 và 409: Lệnh khai báo trạm đọc tín hiệu Analog qua giao thức CC Link Dòng lệnh 411: Đọc giá trị Analog từ kênh CH1 và ghi vào vùng nhớ D500 Dòng lệnh 421: Nếu giá trị đọc được lớn hơn 2300, xuất tín hiệu Y25 để bật đèn báo. https://tailieu.tv/
