Lập trình hệ thống tự động hóa sản xuất ứng dụng PLC IQ – R SERIES

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN 0o0 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT ỨNG DỤNG PLC iQ – R Series SINH VIÊN PHAN NHƢ KHA MSSV 14022821 LỚP DHDKTD10A GVHD THS NGUYỄN ANH TUẤN TP HCM, NĂM 2018 i PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài PHAN NHƢ KHA, MSSV 14022821 2 Tên đề tài LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT DỤNG PLC IQ R Sever 3 Nội dung Trình bày tóm tắt nội dung thực hiện Nghiên cứu và thực nghi.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

Trình bày tóm tắt nội dung thực hiện :

- Nghiên cứu và thực nghiêm trên mô mình các mô đun PLC họ iQ-R, các tính năng module, tìm hiểu mạng truyền thông công nghiệp và thiết kế giao diện SCADA

4 Kết quả

Trình bày tóm tắt kết quả đạt được:

- Hiểu cơ bản về mạng truyền thông công nghiệp

- Hiều được cơ bản về hệ thống hoạt động của SCADA và thiết kế được giao diện điều khiển cơ bản của SCADA bằng phần mềm MC Works

- Mắm được cơ bản về PLC dòng IQ –R và các tính năng cua nó cũng như các Module

- Học được cách giao tiếp giũa PLC với phần mềm SCADA thông qua phần mềm OPC Sever

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 20

Sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM ngày … Tháng 06 năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

TP.HCM ngày … Tháng 06 năm 2018

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC VIẾT TẮT ix

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI NÓI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I 3

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3

1.1 Đặt vấn đề 3

1.2 Mục tiêu của đề tài 3

1.3 Mô tả hoạt động của trạm 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 4

1.4.1 Phương pháp kế thừa 4

1.4.2 Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng 4

1.5 Ưu điểm và thiếu sót khi thực hiện đề tài 4

1.6 Ý nghĩa khoa học khi thực hiện đề tài 4

1.7 Thực trạng hiện nay 4

1.7.1 Thực trạng ở Việt Nam 4

1.7.2 Thực trạng ở Thế Giới 4

CHƯƠNG II 5

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Giới thiệu về PLC họ IQ – R Series và các Module trong hệ thống 5

2.1.1 Khái niệm sê-ri MELSEC iQ-R 5

2.1.2 Các module trong hệ thống 7

2.1.2.1 Module CPU 7

2.1.2.2 Module Input OutPut 12

2.1.2.3 Module đếm xung tốc độ cao 15

2.1.2.4 Module tín hiệu tương tự 20

2.1.2.5 Module truyền thông 27

2.1.2.6 Module nguồn 30

2.1.2.7 Base unit 31

2.1.3 Cách tạo Module FB/FUN 32

2.2 Cấu trúc mạng truyền thông 34

2.2.1 Truyền Thông CC-Link 34

2.2.1.1 Giới thiệu Truyền thông CC-link 34

2.2.1.2 Hướng dẫn giao tiếp CC-link 35

2.2.1.3 Hướng dẫn cài đặt cấu hình cho Module R60AD4 và R60DA4 40

2.2.2 Truyền thông CC-link IE Field 45

2.2.1.1 giới thiệu truyền thông CC-link IE Field 45

2.2.1.2 Hướng dẫn giao tiếp CC-link IE Field 46

2.3 Phần mềm SCADA 52

2.3.1 Môi trường thiết kế của MC Works 53

2.3.2 Thiết kế giao diện đơn giản 55

2.3.3 Thiết kế giao diện giám sát trên phần mềm MC Works 62

2.4 Phần mềm OPC Sever 62

2.4.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm MX OPC Confjgurator 62

2.4.2 Kết nối PLC IQ-R với MC Works thông qua phần mềm OPC Sever 64

CHƯƠNGIII 70

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT ỨNG DỤNG PLC IQ – R Series 70

3.1 Trạm 1 cấp phôi 70

3.1.1 Giới thiệu mô hình 70

3.1.2 Cài đặt giá trị truyền thông 70

3.1.3 Lưu đồ giải thuật 75

3.1.4 Sơ đồ đấu dây 76

3.1.5 Chương trình điều khiển 76

3.2 Trạm 2 gia công 77

3.2.1 Giới thiệu mô hình trạm 2 77

3.2.2 Cài đặt giá trị truyền thông 78

3.2.3 Lưu đồ giải thuật 81

3.2.4 Sơ đồ đấu dây 82

3.2.5 Chương trình điều khiển 82

3.3 Trạm 3 vận chuyển 83

3.3.1 Giới thiệu mô hình trạm 3 83

3.3.2 Cài đặt giá trị truyền thông 83

3.3.3 Lưu đồ giải thuật 87

3.3.4 Sơ đồ đấu dây 88

3.3.5 Chương trình điều khiển 88

3.4 Trạm 4 kho hàng 89

3.4.1 Giới thiệu mô hình trạm 4 89

3.4.2 Cài đặt gia trị truyền thông 90

3.4.3 Lưu đồ giải thuật 93

3.4.4 Sơ đồ đấu dây 94

3.4.5 Chương trình điều khiển 94

CHƯƠNG IV 95

KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 95

4.1 Kết quả thực hiện 95

4.2 Những hạn chế của đề tài 95

4.3 Hướng phát triển của đề tài 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ LỤC A:THIẾT KẾ GIAO DIỆN SCADA 1

PHỤ LỤC B: CHƯƠNG TRÌNH

DANH MỤC HÌNH

Hình 2 1: Ưu điểm iQ-R 5

Hình 2 2: Hệ thống CPU 7

Hình 2 3: Module iQ-R R04ENCPU 8

Hình 2 4: Ngõ vào input nhận tín hiệu từ bên ngoài 11

Hình 2 5: Mô đun Input RX42C4 13

Hình 2 6: Mô đun Output RY42NT2P 14

Hình 2 7: Mô đun đếm xung tốc độ cao RD62P2 15

Hình 2 8: Kết nối Encoder với Mô đun đếm xung tốc độ 17

Hình 2 9: Linear counter 18

Hình 2 10: Ring counter function 18

Hình 2 11: Mô đun R60AD4 21

Hình 2 12: Đấu dây cho mô đun R60AD4 23

Hình 2 13: Mô đun R60DA4 24

Hình 2 14: Đấu dây cho mô đun R60AD4 26

Hình 2 15: Mô đun truyền thông RJ71EN71 CCIEC 27

Hình 2 16: Mô đun truyền thông RJ61BT11 28

Hình 2 17: Đường truyền dữ liệu của truyền thông CC-link 30

Hình 2 18: Mô đun cấp nguồn 30

Hình 2 19: Main base unit 32

Hình 2 20: Dùng truyền thông trong công nghiệp 34

Hình 2 21: Cấu hình CC-Link 36

Hình 2 22: Cài đặt CC-link Parameter Master 37

Hình 2 23: Cài đăt RJ61BT11/[Network Configuration Settings] Master 37

Hình 2 24: cài đăt RJ61BT11/[Link Refresh Settings] Mater 38

Hình 2 25: cài đặt RJ61BT11/[Supplementary Cyclic Settings] Master 38

Hình 2 26: cài đặt RJ61BT11/[Required Settings] Local 39

Hình 2 27: cài đặt RJ71BT11/[Own Station Setting] Local 39

Hình 2 28: cài đặt RJ61BT11/[Own Station Setting] Local 40

Hình 2 29: cài đặt RJ61BT11/[Supplementary Cyclic Settings] Local 40

Hình 2 30: CC-link IE Field 46

Hình 2 31: kiểm tra trạng thái mạng 48

Hình 2 32: cách thức truyền thông 48

Hình 2 33: cài đặt RJ71EN71/[Required Settings] Master 49

Hình 2 34: cài đặt RJ71EN71/[Network Configuration Settings] Master 49

Hình 2 35: cài đặt RJ71EN71/ [Link Refresh Settings] Master 50

Hình 2 36: Cài đặt RJ71EN71/[Supplementary Cyclic Settings] Master 50

Hình 2 37: Cài đặt RJ71EN71/[Required Settings] Local 51

Hình 2 38: Cài đặt RJ71EN71/[Basic Settings] Local 51

Hình 2 39: Cài đặt RJ71EN71/ [Link Refresh Settings] Local 52

Hình 2 40: Giao diện MC Works 52

Hình 3 1:Mô hình trạm cấp phôi 70

Hình 3 2:Lưu đồ giải thuật trạm 1 75

Hình 3 3: Sơ đồ kết nối cơ khí trạm 1 76

Hình 3 4: Kết cấu cơ khí trạm 2 Xử Lý phôi 77

Hình 3 5: Mô hình thực tế trạm 2 77

Hình 3 6: Lưu đồ giải thuật trạm 2 81

Hình 3 7: Sơ đồ kết nối cơ khí trạm 2 82

Hình 3 8: Kết cấu cơ khí Trạm 03 vận chuyển 83

Hình 3 9: Mô hình thực tế trạm 03 trạm vận chuyển 83

Hình 3 10: Lưu đồ giải thuật trạm 3 87

Hình 3 11: sơ đồ đấu dây trạm 3 88

Hình 3 12: Kết cấu cơ khí trạm 04 Kho lưu trữ 89

Hình 3 13: Mô hình thực tế trạm 04 Kho lưu trữ 89

Hình 3 14: Lưu đồ giải thuật trạm 4 93

Hình 3 15: sơ đồ đấu dây trạm 4 94

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1: Thông số kỹ thuật R04EN 10

Bảng 2 2: Thông số kỹ thuật RX42C4 13

Bảng 2 3: Thông số kỹ thuật RY42NT2P 15

Bảng 2 4: Thông số kỹ thuật RD62P2 17

Bảng 2 5: Sơ đồ chân RJ62P2 20

Bảng 2 6: Thông số kỹ thuật R60AD4 23

Bảng 2 7: Thông số kỹ thuật R60DA4 26

Bảng 2 8: Bảng miêu tả Module truyền thông RJ71EN71 CCIEC 27

Bảng 2 9: Thông số kỹ thuật Mô đun truyền thông RJ61BT11 29

Bảng 2 10: Thông số kỹ thuật Mô đun cấp nguồn 31

Bảng 2 11: Cấc loại mạng truyền thông 35

Bảng 2 12: Các phương pháp truyền thông 35

Bảng 2 13: Cài đặt giá trị tại cửa sổ R60AD4 module parameter 42

Bảng 2 14: Cài đặt thông số module R60DA4 43

Bảng 2 15: Bảng miêu tả Module CC-Link 47

DANH MỤC VIẾT TẮT

PLC Programmable Logic Controller

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

OPC OLE for Process Control

CPU Central Processing Unit

I/O Input/Output

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Th.s Nguyễn Anh Tuấn, là giảng viên hướng dẫn trực tiếp cho em, thầy đã nhiệt tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể giảng viên khoa công nghệ Điện của trường Đại học Công Nghiệp TP HCM đã dạy dỗ, chỉ bảo tận tình cho em có một nền móng kiến thức chuyên ngành vững chắc cùng sự hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy cô trong khoa công nghệ Điện

Vì thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn , nên bài báo cáo của em không tránh khỏi

sự sai sót mong quý thầy cô cho em ý kiến để chỉnh sửa bài báo cáo trở nên hoàn chỉnh hơn

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên và giúp đỡ

em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI NÓI MỞ ĐẦU

Hiện nay sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật tiên tiến trên thế giới diễn ra nhanh chóng, với sự ra đời của hàng loạt những sản phẩm mới ưng dụng những tiến bộ ở những nước phát triển Đặc biệt những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều công nghệ điều khiển mới ra đời để thay thế cho những công nghệ đổi mới

Nhằm đáp ứng nhu cầu đổi mới đó, Mitsubishi Electric cho ra đời sản phẩm mới vào năm 2014 MELSEC iQ-R là series bộ điều khiển thế hệ tiếp theo mang tính các mạng mới, mở ra một kỹ nguyên mới trong tự động hóa hệ thống điều khiển có quy mô trung bình và lớn MECLSEC iQ-R được phát triễn dựa trên các vấn đề cơ bản mà khách hàng phải đối mặt và thay đổi hợp lý những lĩnh vực cơ bản như : Năng suất, Kỹ thuật, Bảo trì, Chất lượng, Kết nối, Bảo mật, Tương thích Mitsubishi electric giải quyết các vấn

đề : Giảm TCO ( tổng chi phí ), Tăng độ tin cậy, Tái sử dụng sản phẩm trước đó

Trong các trường đại học, cao đẳng đã và đang đưa các thiết bị hiện đại có khả năng điều khiển vào giảng dạy Một trong các loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và đãm bảo

độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động PLC Trước đây trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã có giảng dạy về các dòng Mitsubishi trước đó như

FX1N hay FX3U… Với đề tài “ Lập trình hệ thống tự động hóa sản xuất ứng dụng

PLC MELSEC iQ-R”, chúng em đã được tiếp xúc với dòng điều khiển tự động PLC

mới nhất hiện nay của Mitsubishi electric Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu tại trường chúng em đã tích lũy được một số kiến thức đễ thực hiện đề tài của mình Cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Anh Tuấn cũng như các thầy cô giáo trong khoa và các bạn sinh viên cùng khóa, đến nay em đã hoàn thành đề tài này

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các thầy cô cũng như ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đề tài của em trở nên hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ những mục tiêu đặt ra

Ưu điểm lớn nhất của ngành điện tự động đó là hoạt động bán tự động hoặc hoàn toàn tự động với độ chính xác cao và hiệu quả Có thể giảm chi phí lao động đáng kể mang lại hiệu quả cao trong sản xuất Xuất phát từ vấn đề trên cùng với việc thực hiện nhiệm vụ học tập của nhà trường nhận thấy đề tài “ Lập Trình hệ Thống Tự Động hóa sản xuất Ứng Dụng PLC IQ-R” là rất thiết thực có khả năng ứng dụng rộng rãi nên nhóm quyết định thực hiện đề tài Lập Trình hệ Thống Tự Động hóa sản xuất Ứng Dụng PLC IQ-R”

1.2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu đạt được sau khi hoàn thành đề tài: Áp dụng quy trình công nghệ vào trạm băng tải vận chuyển sản phẩm hiểu về quá trình làm việc của hệ thống, từ đó hiểu được ứng dụng cũng như cách làm việc của các thiết bị khả năng lập trình PLC

và các thiết bị tự động hóa khác như biến tần, encoder, cảm biến… Ứng dụng bộ biến đổi AD/DA IQ-R vảo điều khiển biến tần qua đó điều khiển tốc độ động cơ Sử dụng xung encoder để tính toán vị trí của cánh tay robot

1.3 Mô tả hoạt động của trạm

Khởi động toàn bộ hệ thống bắt đầu quá trình chuẩn bị, tất cả các cơ cấu về vị trí Reset Nhấn nút start gặp cảm biến (X0) băng tải nhận khay di chuyển đến vi trí cấp phôi gặp (X14) deplay gặp cảm biến (X12) cảm biến có phôi, sẽ di chuyển chuyển băng tải đến vị trí cất hàng Sau đó lặp lại chu trình

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp kế thừa

Kế thừa từ các tài liệu, công trình nghiên cứu trước đó về tự động , trong lĩnh vực điều khiển biến tần và các thiết bị khác ( encoder, cảm biến, PLC…)

1.4.2 Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng

Tiến hành làm thực nghiệm kiểm chứng Sau đó thử nghiệm sự làm việc của

mô hình để đưa ra kết luận

1.5 Ưu điểm và thiếu sót khi thực hiện đề tài

Với kiến thức còn hạn chế, thời gian thực hiện không lâu cộng với vấn đề kinh tế nên vẫn còn những chổ chưa thực sự cho mọi người thấy được rõ rang quá trình gia công, thiết bị chưa hoàn toàn đầy đủ Tuy nhiên đề tài cũng đã thể hiện được nhu cầu thực tế và đã giải quyết cơ bản được yêu cầu sản xuất.Với hướng của đề tài chi phi đầu tư sẽ không nhiều, quá trình thực hiện không quá phức tạp

1.6 Ý nghĩa khoa học khi thực hiện đề tài

Điều khiển tự động là xu hướng pháp triển tất yếu trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như sinh hoạt bởi những ưu điểm vượt trội của nó Ở các hệ thống điều khiển tự động có quy mô vừa và lớn thì PLC được sử dụng làm thiết bị điểu khiển cho toàn hệ thống Thiết bị điện tử công suất ngày càng được quan tâm nhờ khả năng linh hoạt trong điều khiển, hiệu suất làm việc cao, công suất tiêu thụ thấp Kết hợp xây dựng một hệ thống điều khiển tự động với các thiết bị điện tử công suất có ý nghĩa khoa học lớn trong việc xây dựng một hệ thống tự động hoàn chỉnh cả về chức năng lẫn hiệu quả kinh tế

Về mặt thực tiễn đề tài đi theo những nhu cầu thực tế bên ngoài của những nhà máy và dây chuyền sản xuất đang nâng cấp mở rộng Đặt biệt ưu điểm của đề tài là có thể áp dụng ngay cho các xí nghiệp nhỏ, vốn đầu tư không lớn, là loại hình doanh nghiệp khá phổ biến trong công nghiệp

1.7 Thực trạng hiện nay

1.7.1 Thực trạng ở Việt Nam

Dòng PLC IQ – R là dòng PLC mới nhất của Mitsushibi được cải tiến từ dòng Q nhưng do mới ra mắt ở thị trường Việt Nam nên nhu cầu sử dụng còn hạn chế với gia thành của dòng IQ –R cũng khá là đắt nên nhu cầu sử dụng ở các xi nghiệp còn hạn chế, nhưng tín năng của dòng IQ –R là rất cao nên ở Việt Nam thì nhu cầu sử dụng ngày càng tăng

1.7.2 Thực trạng ở Thế Giới

Trên thế giới đặt biệt là các nước phát triển về công nghiệp nặng thì tính năng của dòng PLC IQ –R đang chiếm ưu thế và nhu cầu sử dụng ngày càng cao

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Giới thiệu về PLC họ IQ – R Series và các Module trong hệ thống

2.1.1 Khái niệm sê-ri MELSEC iQ-R

Bộ điều khiển khả trình misubishi, hay còn gọi là bộ điều khiển khả trình tự động hóa ( PAC), thực hiện tự động hóa trong nhiều ứng dụng hay tình huống khác nhau

Mô đun sê-ri MELSEC iQ-R, dòng mô đun được tung ra năm 2014, là dòng sê-ri bộ điều khiển khả trình thế hệ tiếp theo mang tính cách mạng mới, mở ra kỹ nguyên mới trong tự động hóa cho các hệ thống có quy mô trung bình và lớn Được thiết kế từ các cơ

sở PLC trước đó, hệ thống dựa trên và khắc phục những vấn đề chung khách hàng gập phải

 Năng suất: cải tiến năng suất thông qua hoạt động chức năng tiên tiến Có hệ thống mạng tốc độ cao, điều khiển chuyển động tiên tiến Tuyến hệ thống tốc độ cao mới giúp cho chu kỳ sản xuất ngắn hơn Điều khiển chuyển động chính xác siêu cao bằng cách sử dụng nhiều tính năng CPU cao cấp

Hình 2 1: Ưu điểm iQ-R

 Kỹ thuật: Giảm chi phí phát triển thông qua công nghệ kỹ thuật trực quan Môi trường kỹ thuật trực giác gồm chu kỳ phát triển sản phẩm Kiến trúc lập trình đơn giản trỏ và nhấp Hiểu về quá trình toàn cầu hóa bằng cách hỗ trợ đa ngôn ngữ

 Bảo trì: Giảm chi phí bảo trì và thời gian dừng, tận dụng các tính năng bảo trì dễ dàng hơn

+ Trực quan hóa toàn bộ dữ liệu nhà máy trong thời gian thực

+ Các chức năng bảo trì phòng ngừa mở rộng được cài trong các Module

+ Có bộ nhớ cho phép xác nhận các vấn đề hoạt động

 Kết nối : Mạng liền mạch giúp giảm chi phí hệ thống sê-ri MELSEC iQ-R là một phần của nhóm sản phẩm kết nối với nhau qua nhiều cấp độ tự động hóa Dựa trên giao thức liên lạc liền mạch ( SLMP), dòng dữ liệu giữa mức cảm biến và mức quản lý thông qua các mạng tự động hóa công nghiệp rất rõ ràng Truyền thông CC-Link là mạng lưới mạng công nghiệp số 1 ở Châu Á, với tốc độ đường chuyền

dữ liệu nhanh, tiếp tục tối ưu hóa chu trình sản xuất Thêm vào đó, mạng điều khiển chuyển động tốc độ cao SSCNET 3/H nâng cao thêm giải pháp kết nối toàn nhà máy

 Tính tương tính: Bất cứ khi nào đưa một hệ thống hoặc công nghệ mới vào việc sản xuất hiện có.Nhà máy hoặc hệ thống kiểm soát, việc sử dụng các tài sản hiện

có càng nhiều càng tốt và khả thi là một yêu cầu bắt buộc với nhu cầu sản xuất ngày nay Dòng sản phẩm iQ-R của MELSEC đề cập đến những nhu cầu tinh tế nhưng cần thiết này với sự hỗ trợ của phần cứng hệ thống và khả năng tương thích của dự án kỹ thuật để đạt được một con đường dễ dàng cho công nghệ cao hơn và nâng cao năng suất

 Chất lượng: Chất lượng sản phẩm MELSEC chắc chắn và đáng tin cậy.Thiết kế mạnh mẽ lý tưởng cho các môi trường công nghiệp khắc nghiệt Cải thiện và duy trì chất lượng sản xuất thực tế Tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế chính

 Bảo mật: Bảo mật mạnh mẽ dáng tin cậy bảo vệ tài sản trí tuệ Bảo vệ truy cập trái phép qua mạng điều khiển phân phối

2.1.2 Các module trong hệ thống

Sê-ri MELSEC iQ-R là một hệ thống điều khiển mô đun được trang bị các

đô đun khác nhau như CPU, nguồn điện, I / O kỹ thuật số, I / O analog và Base unit (khây ) và các mô đun chức năng thông minh, mỗi bộ đều có trách nhiệm riêng trong hệ thống Cốt lõi của hệ thống là một Base unit (khây) kết nối tất cả các mô đun với nhau và cho phép truyền thông tốc độ cao giữa mỗi mô-đun Từ hệ thống nhỏ đến hệ thống lớn, khả năng mở rộng là đơn giản Có thể kết nối tới bảy Base unit mở rộng và có thể lắp đặt tối đa 64 mô đun tại một thời điểm Một Base unit mở rộng R-Q cũng có sẵn, đảm bảo khả năng tương thích với các mô đun sê-

ri MELSEC-Q hiện có

2.1.2.1 Module CPU

Dòng sản phẩm MELSEC iQ-R bao gồm nhiều bộ điều khiển tự động lập trình có khả năng đáp ứng nhu cầu kiểm soát tự động hóa đa dạng Tập trung vào hai lĩnh vực, dòng sản phẩm bao gồm một bộ điều khiển có hiệu suất cao, có mục đích chung (với một loại mạng CC-Link IE được nhúng có sẵn) có dung lượng bộ nhớ khác nhau và bộ điều khiển chuyển động có độ chính xác cao với các trục điều khiển có thể điều khiển được Cấu trúc đã được thiết kế lại xung quanh hệ thống bus tốc độ cao MELSEC iQ-R để đảm bảo hiệu năng cao và khả năng xử lý thông minh Ngoài ra, còn có các CPU ứng dụng cụ thể: CPU an toàn (hỗ trợ tiêu chuẩn an toàn chức năng),CPU điều khiển quá trình (hỗ trợ tối đa 500 vòng PID

và hoán đổi nóng các mô đun I / O) và CPU C Controller ( cung cấp lập trình ngôn ngữ C lý tưởng để chuyển đổi từ máy tính cá nhân hoặc các hệ thống điều khiển vi)

Hình 2 2: Hệ thống CPU

- R04ENCPU là loại CPU phổ biến nhất CPU này điều khiển khiển chương trình, cho phép thực hiện một loạt các nhiệm vụ kiểm soát R04ENCPU là loại được nhúng CC-Link IE để cắt giảm chi phí phần cứng cho mô đun giao tiếp

Các thông số kỹ thuật

Phương pháp kiểm soát hoạt động Hoạt động chương trình được lưu

trữ chu kỳ

(Đầu vào / đầu ra truy cập trực tiếp có sẵn bằng cách xác định đầu vào / đầu ra truy cập trực tiếp (DX, DY).)

Bộ nhớ thiết bị / nhãn

Khu vực thiết bị 80K bytes Khu vực nhãn 60K bytes Vùng nhãn latch 4K bytes Khu vực lưu trữ tệp 400K bytes

Bộ nhớ đệm CPU 1072K byte (536K từ) (bao gồm

vùng truyền thông cố định quét (24K từ))

Số lượng tệp lưu

trữ

Bộ nhớ chương trình (P: Số lượng tệp chương trình, FB: số tệp FB)

188 (P: 124, FB: 64 (Một tệp FB có thể lưu trữ 64 khối chức năng.))

Bộ nhớ thiết bị / nhãn (khu vực lưu trữ tệp)

324 (có hoặc không có khay SRAM mở rộng)

・4GBSD, 8GBSD, NZ1MEM-16GBSD:

NZ1MEM-32767

NZ1MEM-32767

và ngày trong tuần (điều chỉnh năm nhuận tự động)

-1.00 đến + 1.00s / d ở 0-55

Thời gian mất điện tức thời cho phép Thời gian khác nhau tùy thuộc

vào module cung cấp điện được

sử dụng

Kích thước bên ngoài Chiều cao 106mm (Phần gắn trên đơn vị:

98mm)

Các thiết bị có trong CPU dành cho người dùng

- Input ( X ):Ngõ vào do mô đun CPU cung cấp để nhận các lệnh hoạt dữ liệu từ bên ngoài

Bảng 2 1: Thông số kỹ thuật R04EN

- Output ( Y ):Tín hiệu đưa kết quả tín toán của chương trình ra các thiết bị bên ngoài như đèn, relay…

- Relay nội ( M ):M được sử dụng như relay phụ của chương trình , với chức năng đóng ngắt nội bộ

- Relay chốt ( L ):L là relay phụ trợ cho phép giữ dữ liệu trong thời gian mất điện

- Relay liên kết ( B ):Thiết bị này được sử dụng như là một thiết phụ trợ CPU khi làm mới dữ liệu bit giữa mô đun mạng, chẳng hạn như mô đun mạng CC của Bộ điều khiển mạng IE và mô đun CPU

- Cờ thông báo ( F ):Cờ báo F là một relay nội bộ được sử dụng cho chương trình phát hiện hỏng hóc hay hư hại do người dùng gây ra

- Relay bước ( S ):Relay bước được sử dụng trong ngôn ngữ lập trình SFC

- Timer ( T ):Timer là bộ định thì thời gian, bộ định thì này sẻ nhận lệnh đếm sau

đó đếm lên Khi giá trị đếm đạt đến giá trị cài đặt, relay của bộ timer sẽ được bật

- Counter ( C ):Bộ đếm counter được sử dụng để đếm sự kiện khi có tín hiệu Khi giá trị bộ đếm bằng giá trị cài đặt thì relay của bộ đếm sẽ được bật

- Ô nhớ dữ liệu ( D ):Ô nhớ dữ liệu D dùng để lưu trữ giá trị số

- Ô nhớ thông tin ( W ):Ô nhớ thông tin được sử dụng để liên lạc giữa các mô đun

dữ liệu mạng, hay lưu giá trị thông tin

- Ô nhớ thông tin đặt biệt ( SW ):Ô nhớ thông tin dữ liệu word lưu trữ thông tin về tình trạng phát hiện lỗi của mạng CC-Link IE

+ Thông tin SFC

+ Hệ thống xung Clock

+ Thông tin chức năng quyét

+ Thông tin ổ đĩa

+ Hướng dẫn liên quan

+ Chức năng cập nhật phần mềm

+ Chức năng ghi dữ liệu…

Để sử dụng relay này cần thanh khảo datasheet của module

- Ô nhớ đặc biệt ( SD ):Đây là ô nhớ được ghi ở khu vực đặt biệt, ở đây có các thông tin hệ thống thông tin lỗi hay thông tin thời gian Để có thể sử dụng được ô nhớ này cần tìm thông tin từ datasheet

2.1.2.2 Module Input OutPut

Mô đun I / O là các giác quan của hệ thống tự động và cung cấp một giao diện giữa các quá trình khác nhau cho bộ điều khiển Các thiết bị như thiết bị chuyển mạch, đèn báo và cảm biến có thể dễ dàng kết nối với hệ thống điều khiển.Các kết nối thiết bị đầu cuối mật độ cao (lên đến 64 điểm) tạo ra các thiết

kế tiết kiệm không gian bên trong tủ điều khiển giảm chi phí lắp đặt Ngoài ra, các chức năng Ngắt vào đầu vào và chẩn đoán độ bền Relay đầu ra là các tính năng bổ sung được nhúng trong môđun nhỏ gọn thông minh

Lựa chọn Mô đun Input và Output

Cần phải cân nhắc các điểm sau đây khi lựa chọn mô đun I/O thích hợp:

- Số thiết bị I/O được yêu cầu ( số điểm I/O cần sử dụng)

- Điện áp đầu vào/ đầu ra

Ở đây hai mô đun input và output được sử dụng là : RX42C4 và RY42NT2P

Mô đun Input RX42C4

Thông số kỹ thuật

Số điểm đầu vào 64 điểm

Điện áp đầu vào định

mức

24VDC (Tỷ lệ gợn sóng: trong vòng 5%) (Điện áp cho phép: 20,4 đến 28,8VDC)

Dòng định mức đầu vào 4.0mA (tại 24VDC)

Điện áp/Dòng bật 19V hoặc hơn/3mA hoặc hơn

Điện áp/Dòng tắt 6V hoặc thấp hơn/1mA hoặc thấp hơn

Điện kháng đầu vào 5.3kΩ

Khả năng chống nhiễu Nhiễu giả lập 500Vp-p

Tần số sóng nhiễu 25 đến 60Hz (điều kiện giả nhiễu sóng)

Số điểm I/O chiếm dụng 64 điểm

Giao diện bên ngoài 40-pin kết nối

Hình 2 5: Mô đun Input RX42C4

Figure 3.Mô đun Input RX42C4

Bảng 2 2: Thông số kỹ thuật RX42C4

Figure 4.Mô đun Input RX42C4

Mô đun Output RY42NT2P

Thông số kỹ thuật

Điện áp tải định mức 24VDC (Điện áp cho phép: 20,4 đến 28,8VDC)

Dòng tải định mức 0.2A/điểm, 2A/nhóm

Dòng khởi động tối đa Được giới hạn bởi chức năng bảo vệ quá tải

Dòng rò ở trạng thái OFF 0.1mA hoặc thấp hơn

Sụt áp tối đa ở trạng thái ON 0.2VDC (TYP.) 0.2A, 0.3VDC (MAX.) 0.2A

Thời gian đáp ứng OFF→ON Dưới 0.5ms

Số điểm I/O chiếm dụng 64 điểm

Hình 2 6: Mô đun Output RY42NT2P

Chức năng

bảo vệ

Bảo vệ quá tải Hạn chế dòng điện khi phát hiện quá dòng: 1,5-3A /

điểm Kích hoạt từng điểm Bảo vệ nhiệt Kích hoạt từng điểm Giao diện bên ngoài 40-pin kết nối

Dòng tiêu thụ tại 5VDC 250mA (Tất cả các điểm ON)

2.1.2.3 Module đếm xung tốc độ cao

Mô đun đếm xung tốc độ cao được dùng để đọc xung từ Encoder để tính toán vị trí của động cơ Các mô đun đếm xung tốc độ cao của MELSEC iQ-R có khả năng đếm xung 200k/s với đầu vào DC, và 8M/s với ngõ vào vi sai Mỗi mô đun cũng có một đầu ra PWM , nó thì lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu đo chu

kỳ xung

Mô đun RD62P2

Bảng 2 3: Thông số kỹ thuật RY42NT2P

Hình 2 7: Mô đun đếm xung tốc độ cao RD62P2

Figure 7.Mô đun đếm xung tốc độ cao RD62P2

Thông số kỹ thuật

MỤC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Cài đặt tốc độ đếm

1200kpps (100k đến 200kpps)

100kpps (10k đến 100kpps)

10kpps (10kpps trở xuống)

Đầu vào 1 pha (multiple of 1/multiple of 2), đầu vào

2 pha (multiple of 1/multiple of 2/multiple of 4), đầu vào CW / CCW

Cấp tín hiệu (φA, φB) 2 đến 5mA tại 5/12 / 24VDC

Phạm vi so sánh Phạm vi giá trị nhị phân 32 bit

Kết quả so sánh Giá trị cài đặt<Giá trị đếm, Giá trị cài đặt=Giá trị

đếm, Giá trị cài đặt>Giá trị đếm

Bộ lọc kỹ thuật số 0ms, 0.1ms, 1ms, 10ms

Đo

xung

Độ phân giải đo 100ns

RD62P2 Transistor (sink type), 2 điểm / kênh 12 / 24VDC,

0.5A / điểm, 2A / common

Đầu ra

PWM

Dải tần số ra DC tới tối đa 200kHz

Tỉ lệ Thời gian chu kỳ và thời gian ON có thể được đặt

Kết nối 2 phase multiple of 1

Có 2 kiểu đếm xung cơ bản thường được sử dụng

- Đếm tuyến tính

Bảng 2 4: Thông số kỹ thuật RD62P2

Figure 8.Mô đun đếm xung tốc độ cao RD62P2

Hình 2 8: Kết nối Encoder với Mô đun đếm xung tốc độ

+ Chức năng đếm xung từ -232 ( giới hạn dưới ) đến 232 ( giới hạn trên )

+ Có thể sử dụng chức năng đặt trước hay chức năng đầu ra ngẫu nhiên

+ Khi bộ đếm đạt giới hạn dưới hay giới hạn trên thì sẽ quá dòng ( Overlfow)

- Đếm vòng

+ Chức năng đếm xung từ -232 ( giới hạn dưới ) đến 232 ( giới hạn trên )

+ Khi thực hiện chức năng đếm vòng được cài đặt Giá trị đếm (khi đến lên) khi đạt giá trị giới hạn trên thì thì giá trị đếm sẽ bắt đầu đếm lại từ giới hạn dưới + Khi đếm vòng thì việc quá dòng ( overflow ) không thể xảy ra

Sơ đồ chân của RJ62P2 ( đầu ra DC dang Sink )

Hình 2 9: Linear counter

Figure 9.Linear counter

Hình 2 10: Ring counter function

Dòng điện hoạt động

(Giá trị đƣợc bảo đảm)

CH1 CH2

Đầu vào A20 A13 Pha A xung

đầu vào 24V

Mở 21.6 đến 26.4V 2 đến 5mA Tắt 5V hoặc ít hơn 0.1mA hoặc ít hơn B20 B13 Pha A xung

đầu vào 12V

Mở 10.8 đến 13.2V 2 đến 5mA Tắt 4V hoặc ít hơn 0.1mA hoặc ít hơn A19 A12 Pha A xung

đầu vào 5V

Mở 4.5 đến 5.5V 2 đến 5mA Tắt 2V hoặc ít hơn 0.1mA hoặc ít hơn

A18 A11 Pha B xung

đầu vào 24V

Mở 21.6 đến 26.4V 2 đến 5mA Tắt 5V hoặc ít hơn 0.1mA hoặc ít hơn B18 B11 Pha B xung

đầu vào 12V

Mở 10.8 đến 13.2V 2 đến 5mA Tắt 4V hoặc ít hơn 0.1mA hoặc ít hơn A17 A10 Pha B xung

đầu vào 5V

Mở 4.5 đến 5.5V 2 đến 5mA Tắt 2V hoặc ít hơn 0.1mA hoặc ít hơn B17 B10 Ngõ vào định

sẵn 24V

Mở 21.6 đến 26.4V 7 đến 10mA Tắt 4V hoặc ít hơn 1mA hoặc ít hơn A16 A09 Ngõ vào định

sẵn 12V

Mở 10.8 đến 13.2V 7 đến 10mA Tắt 2.5V hoặc ít hơn 1mA hoặc ít hơn B16 B09 Ngõ vào định

Tắt đến bật 20μs hoặc ít hơn

Bặt đến tắt 100μs hoặc ít hơn BA5 B08 Chức năng Mở 21.6 đến 26.4V 7 đến 10mA

2.1.2.4 Module tín hiệu tương tự

Tương tự như các mô đun I / O kỹ thuật số, mô đun tương tự là giao tiếp chính giữa quy trình kiểm soát và hệ thống tự động MELSEC iQ-R Sự khác biệt chính là chúng được thiết kế để giao tiếp với các bộ cảm biến xử lý các tín hiệu điện áp và dòng điện thay đổi tín hiệu nhị phân số và chuyển đổi các tín hiệu đó thành các dữ liệu nhị phân mà hệ thống điều khiển có thể sử dụng Dòng sản phẩm

mô đun tương tự của MELSEC iQ-R bao gồm các tính năng như chuyển đổi tốc

độ cao (80 μs / ch) cùng với tín hiệu đầu ra có độ phân giải cao 16 bit (1 / 32.000), tách kênh điện và ngắt kết nối, chính xác và ổn định xử lý tín hiệu tương tự

bắt đầu đầu vào 24V

Tắt 4V hoặc ít hơn 1mA hoặc ít hơn

A14 A07 Chức năng

bắt đầu đầu vào 12V

Mở 10.8 đến 13.2V 7 đến 10mA Tắt 2.5V hoặc ít hơn 1mA hoặc ít hơn

B14 B07 Chức năng

bắt đầu đầu vào 5V

Mở 2.5V hoặc ít hơn 7 đến 10mA Tắt 1.6V hoặc ít hơn 1mA hoặc ít hơn

gian đáp ứng

Tắt đến bật 20μs hoặc ít hơn

Bặt đến tắt 100μs hoặc ít hơn Đầu ra A06 A05 Điện áp hoạt động: 10,2 đến 30V

· Dòng tải tối đa: 0.5A / điểm, 2A / common * 2

· Điện áp thả tối đa tại lúc: 1.5V

·Thời gian đáp ứng Tắt để bật: 1μs hoặc ít hơn Bật để tắt: 1μs hoặc ít hơn (tải trọng, tải điện trở) B06 B05

Mô đun chuyển đổi tính hiệu Analog covert to Digital R60AD4

Thông số kỹ thuật

Mục Thông số kỹ thuật

Số kênh đầu vào Analog 4 kênh

Điện áp đầu vào Analog -10 đến 10VDC (điện trở đầu vào 1MΩ)

Dòng đầu vào Analog 0 đến 20mADC (điện trở đầu vào 250Ω)

Giá trị đầu ra số Giá trị nhị phân ký kết 16 bit (-32768 đến 32767)

Đầu vào tối đa tuyệt đối Điện áp: ± 15V, Dòng: 30mA

Số cài đặt bù đắp / thu được Tối đa 50000 lần

Phương pháp cách ly Giữa các đầu vào I / O và bộ điều khiển chương trình điều

khiển được: Photocoupler Giữa các kênh đầu vào: không cô lập Điện áp chịu được Giữa các đầu vào I / O và bộ điều khiển chương trình điều

khiển được: 500VACrms trong 1 phút Vật liệu chống điện Giữa các đầu cuối I / O và bộ điều khiển có thể lập trình

được cung cấp: 10MΩ hoặc cao hơn, ở 500VDC

Số điểm I / O chiếm dụng 16 điểm (I / O phân công: thông minh16 điểm)

Giao diện bên ngoài Khối đầu cuối 18 điểm

Sơ đồ đấu dây

Đối với đầu vào điện áp Đối với đầu vào dòng điện

Mô đun chuyển đổi Digital covert to Analog R60DA4

Bảng 2 6: Thông số kỹ thuật R60AD4

Hình 2 12: Đấu dây cho mô đun R60AD4

Thông số kỹ thuật

Số kênh đầu vào Analog 4 điểm (4 kênh)

Đầu vào kỹ thuật số Giá trị nhị phân 16 bit (-32768 đến 32767)

Điện áp đầu ra Analog -10 đến 10VDC (điện trở tải bên ngoài 1kΩ trở lên)

0 đến 5VDC (điện trở tải bên ngoài 500Ω trở lên) Dòng điện đầu ra Analog 0 đến 20mADC (điện trở tải bên ngoài giá trị 0 đến 600Ω) Các đặc tính I / O, độ

người dùng

312.5μV Dòng 0 đến 20mA 0 đến 625.0nA

Hình 2 13: Mô đun R60DA4

điện 4 đến 20mA 32000 500.0nA

Cài đặt phạm vingười dùng

Điện áp chịu được Giữa các đầu vào I / O và bộ điều khiển chương trình điều

khiển được: 500VACrms trong 1 phút Giữa nguồn điện bên ngoài và đầu ra tương tự: 500VACrms trong 1 phút

Vật liệu chống điện Giữa các đầu cuối I / O và bộ điều khiển có thể lập trình

được cung cấp: 10MΩ hoặc cao hơn, ở 500VDC

Cung cấp điện bên ngoài 24VDC +20%, -15%

Gợn sóng ,tăng đột ngột 500mVP-P hoặc thấp hơn Dòng điện chập chờn: 5.0A, 690μs hoặc ngắn hơn Tiêu thụ hiện tại: 0.14A

Sơ đồ đấu dây

Bảng 2 7: Thông số kỹ thuật R60DA4

Hình 2 14: Đấu dây cho mô đun R60AD4

2.1.2.5 Module truyền thông

Mô đun truyền thông RJ71EN71 CCIEC

Mô đun truyền thông này đƣợc nhúng trực tiếp vào mô đun CPU

Bảng miêu tả

STT Tên Miêu tả

1 LED báo trạng thái hoạt

động

Cho biết tình trạng hoạt động của mô đun

2 Ma trận LED Cho biết số trạm đƣợc đặt trong mô-đun và kết quả

kiểm tra truyền thông mô-đun

3 Cổng Ethernet (P1) Đầu nối PORT1 cho mạng Kết nối cáp Ethernet

LINK LED Cho biết trạng thái liên kết

4 Cổng Ethernet (P2) Đầu nối PORT2 cho mạng Kết nối cáp Ethernet

LINK LED

5 Đánh dấu thông tin sản xuất Hiển thị thông tin sản xuất (16 chữ số) của mô đun

Hình 2 15: Mô đun truyền thông RJ71EN71 CCIEC

Figure 14.Mô đun truyền thông RJ71EN71 CCIEC

Bảng 2 8: Bảng miêu tả Module truyền thông RJ71EN71 CCIEC

Figure 15.Mô đun truyền thông RJ71EN71 CCIEC

Mô đun CC-Link RJ61BT11

Mô đun mở rộng RJ61BT11 sử dụng giao tiếp CC-Link, vì vậy mang theo một số

ưu điểm nhất định như: cấu hình mạng CC-Link tương đối chi phí thấp, đa dang các loại thiết bị điều có thể hổ trợ kết nối.CC-Link ver.2 có tốc độ tối đa lên đến 10Mbps và tối đa điều khiển 64 thiết bị Local

Thông số kỹ thuật

Tốc độ truyền Được chọn từ 156kbps, 625kbps, 2.5Mbps, 5Mbps và

10Mbps

Số lượng module tối đa có

thể kết nối (master station)

CC-Link Ver.1 I / O từ xa (RX, RY): 2048 điểm

· Đăng ký từ xa (RWw): 256 điểm (trạm gốc → trạm thiết

bị từ xa / trạm địa phương / trạm thiết bị thông minh / trạm

dự phòng)

· Đăng ký từ xa (RWr): 256 điểm (trạm thiết bị từ xa / trạm địa phương / trạm thiết bị thông minh / trạm chủ dự phòng

→ trạm tổng thể) CC-Link Ver.2 · I / O từ xa (RX, RY): 8192 điểm

Hình 2 16: Mô đun truyền thông RJ61BT11

· Đăng ký từ xa (RWw): 2048 điểm (trạm gốc → trạm thiết

bị từ xa / trạm địa phương / trạm thiết bị thông minh / trạm

dự phòng)

· Đăng ký từ xa (RWr): 2048 điểm (trạm thiết bị từ xa / trạm địa phương / trạm thiết bị thông minh / trạm chủ dự

phòng → trạm tổng thể) Phương pháp truyền thông Phương pháp bỏ phiếu phát sóng

Phương pháp đồng bộ hóa Phương pháp đồng bộ hóa khung

Hệ thống điều khiển lỗi CRC (X^16 + X^12 + X^5 + 1)

Cáp kết nối Cáp chuyên dụng tương thích với chuẩn Ver.1.10 Chiều dài cáp tối đa tổng

thể (khoảng cách truyền tối

đa)

Phụ thuộc vào tốc độ truyền

Dưới đây là sơ đồ biểu diễn đường truyền dữ liệu của truyền thông CC-link

Bảng 2 9: Thông số kỹ thuật Mô đun truyền thông RJ61BT11

2.1.2.6 Module nguồn

Khi lựa chọn mô đun cấp nguồn thích hợp, dòng điện tiêu thụ bắt buộc qua

đế cắm phải đƣợc tính toán để đủ cung cấp nguồn điện đầy đủ cho hệ thống điều khiển

Các mô đun cấp nguồn có thể lựa chọn

Tên mô đun nguồn Dòng điện cung cấp

Hình 2 17: Đường truyền dữ liệu của truyền thông CC-link

Hình 2 18: Mô đun cấp nguồn