Đề tài nghiên cứu thiết kế và thử nghiệm mạch điều khiển tốc độ

Đề tài nghiên cứu thiết kế và thử nghiệm mạch điều khiển tốc độ LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử lý. Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện tử , kĩ thuật vi xử lý đang xâm nhập vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và đã đáp ứng được mọi nhu cầu của người dân. Sự ra đời của các vi mạch điều khiển với giá thành giảm nhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những thay đổi sâu sắc trong ngành kỹ thuật điện tử. Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi người.Để góp một phần nhỏ vào việc này em đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển động cơ bước ” thông qua đề tài này em sẽ có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hành trang của mình trên con đường đã chọn. Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở trường, qua một số sách, tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy và các bạn đồ án chuyên ngành của em đã hoàn thành. Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy em rất mong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án môn học này hoàn thiện hơn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH II

ĐỀ TÀI:

động cơ bước 5 pha

Hưng Yên – 2022

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ vànhanh chóng, để đạt được kết quả này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử lý

Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện tử , kĩ thuật vi xử

lý đang xâm nhập vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và đã đáp ứng được mọi nhu cầu của người dân Sự ra đời của các vi mạch điều khiển với giá thành giảm nhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những thay đổi sâusắc trong ngành kỹ thuật điện tử

Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi người.Để góp một phần nhỏ vào việc này em đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu, thiết

kế mạch điều khiển động cơ bước ” thông qua đề tài này em sẽ có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hành trang của

mình trên con đường đã chọn.

Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở trường, qua một số sách, tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy

Nguyễn Văn Thắng và các bạn đồ án chuyên ngành của em đã hoàn thành Mặc dù

đã cố gắng nghiên cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy em rất mong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án môn học này hoàn thiện hơn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù gặp phải rất nhiều những vấn đề khókhăn song với sự hướng dẫn của thầy cùng với sự chỉ bảo của các thầy cô giáoKhoa Điện – Điện Tử và sự lỗ lực không ngừng của cả nhóm, đến nay chúng em đãhoàn thành đề tài Tuy nhiên, do kiến thức của chúng em còn hạn chế, nên khôngthể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong nhận được những ý kiếnđóng góp chân thành từ phía thầy, cùng các thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử vàcác bạn đọc để đề tài này của chúng em ngày càng hoàn thiện và phát triển lên mứccao hơn trong thời gian gần nhất

Sau 1 thời gian thực hiện đề tài tại khoa, chúng em đã được học hỏi rất nhiềukinh nghiệm và kiến thức Các thầy cô gióa trong khoa đã nhiệt tình chỉ bảo Đặcbiệt là sự hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Ngày… tháng… năm 2021…

Chữ ký của giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

LỜI CẢM ƠN 3

MỤC LỤC 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC 5 PHA 10

1.1 Giới thiệu về động cơ bước : 10

1.1.1 Cấu tạo của động cơ bước : 10

1.1.2 Phân loại động cơ : 11

1.1.3 Giới thiệu về động cơ bước A16K-M569 : 13

1.2 Một số phương pháp điều khiển động cơ bước : 13

1.3 Ứng dụng của động cơ bước : 15

1.4 Driver MD5-HD14 : 15

1.4.1 Giới thiệu về driver MD5-HD14 : 15

1.5 PLC Mitsubishi: 21

1.5.1 Sơ lược về PLC MitShuBiShi: 21

1.5.1.1 Sơ lược về PLC FX1N: 22

1.5.1.2 Chức năng và khả năng mở rộng của PLC: 22

1.5.1.3 Đặc điểm chi tiết PLC FX-1N: 23

1.5.1.4 Các modul có khả năng kết nối PLC FX-1N: 23

1.5.1.5 Nguồn cung cấp: 24

1.5.1.6 Ngõ Vào Ra (RELAY-TRANSISTOR): 26

1.5.1.7 Khảo Sát Tập Lệnh PLC FX-1N: 28

1.5.1.8 Một số lệnh cơ bản: 33

1.5.2 Thông số kĩ thuật : 38

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN 39

ĐỘNG CƠ BƯỚC 5 PHA 39

2.1 Sơ đồ khối và mô tả công nghệ : 39

2.2 Tính toán và lựa chọn thiết bị : 40

2.2.1 Tính chọn động cơ bước 5 pha : 40

2.2.2 Tính chọn driver : 41

2.2.3 Tính chọn khối nguồn : 42

2.4 Sơ đồ kết nối driver và động cơ : 43

2.5 Thiết kế sơ đồ đấu nối toàn mạch : 44

2.6 Chương trình plc : 44

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 45

KẾT LUẬN 45

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 : Cấu tạo động cơ bước……… … ……… 9

Hình 1.2 : Động cơ bước đơn cực……… 10

Hình 1.3 : Động cơ bước lưỡng cực……… 10

Hình 1.4 : Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ………11

Hình 1.5 : Động cơ bước biến đổi điện trở……… 11

Hình 1.6 : Động cơ bước đồng bộ lai……….… 12

Hình 1.7: Thông số cơ bản của động cơ bước A16K-M56……… … 12

Hình 1.8 :Driver MD5-HD14……… … 15

Hình 1.9: Sơ đồ kết nối các cổng input output của driver……… 18

Hình 1.10 : Sơ đồ điều khiển động cơ bước 5 pha……….…… … 19

Hình 1.11 : Bảng trạng thái: Full step……….… 19

Hình 1.12: Datasheet của Driver MD5-HD14…… ……… 20

Hình 1.13: Bảng tóm tắt các thông số chức năng của họ PLC FX-1N… … 22

Hình 1.14 Tóm tắt thông số nguồn cung cấp AC và DC họ PLC FX-1N …24

Hình 1.15: Sơ đồ mạch điện đấu nối FX-1N với nguồn điện AC ……….… 25

Hình 1.16: Sơ đồ mạch điện đấu nối FX-1N với nguồn điện DC………… 26

Hình 1.17 Bảng các yêu cầu đối với nguồn tác động ngõ vào 24VDC ….…26

Hình 1.18 Các yêu cầu đối với nguồn tác động ngõ vào 110VAC cho khối mở rộng ……… ……… …27

Hình 1.19 Quy định các các giá trị định mức cho ngõ ra relay và Transistor ……… ……… … …33

Hình1.20 Các thông số toán hạng và giới hạn cho phép của PLC FX1N ……… ……… …37

Hình1.21: PLC FX1N-24MT……… 38

Hình 2.1: Sơ đồ khối của mạch……… ……38

Hình 2.2: Lưu đồ thuật toán chương trình của vi xử lý……….39

Hình 2.4: Hình ảnh thực tế driver MD5-HD14……… ……40

Hình 2.5: Nguồn tổ ong 24v/5A……… 41

Hình 2.6: Sơ đồ điều khiển……… …….…… 42

Hình 2.7: Sơ đồ kết nối Driver và động cơ……… ……….42

Hình 2.8: Sơ đồ kết nối toàn mạch……… ……… 43

Hình 2.9: Ảnh thực tế sản phẩm hoàn thiện…… ………

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Mục tiêu của đề tài :

- Tìm hiểu nguyên lý, chức năng và tác dụng của động cơ bước

- Tìm hiểu được các chức năng, tác dụng của cá linh kiện thiết bị điện tử

- Hoàn thành sản phẩm là mạch điều khiển động cơ bước :quay thuận ,quay

nghịch và quay nhanh ,quay chậm

- Rèn luyện cho sinh viên cách tự học, đi đôi với thực hành và khả năng

2 Ý nghĩa của đề tài :

Để giúp sinh viên có thể có thể nâng cao kiến thức, tổng hợp và nâng cao kỹnăng chuyên nghành cũng như kiến thức ngoài thực tế Đề tài còn thiết kế chế tạothiết bị, mô hình tạo tiền đề nguồn tài liệu cho các học sinh, sinh viên khoá sau cóthêm nguồn tài liệu để nghiên cứu và học tập Những kết quả thu được sau khi hoànthành đề tài này trước tiên là sẽ giúp chúng em có thể hiểu sâu hơn về các bộ Driver,các động cơ bước, các phương pháp điều khiển được các động cơ bước cũng nhưcác động cơ servo

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC 5 PHA 1.1 Giới thiệu về động cơ bước :

Hình 1.1 : Cấu tạo động cơ bước.

Động cơ bước ( Step Motor - Stepper Motor hay Stepping Motor ) là một thiết

bị cơ điện, nó chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng Ngoài ra, nó là một động

cơ điện không chổi than, đồng bộ, có thể chia một vòng quay đầy đủ thành một sốbước mở rộng Trục của động cơ quay qua một góc cố định cho mỗi xung rời rạc.Khi một chuỗi xung được áp dụng, nó sẽ được chuyển qua một góc nhất định Góc

mà trục động cơ bước quay cho mỗi xung được gọi là góc bước, thường được biểuthị bằng độ

Nếu góc bước càng nhỏ thì số bước trên mỗi vòng quay càng lớn và độ chínhxác của vị trí thu được càng lớn Các góc bước có thể lớn tới 90 độ và nhỏ đến 0,72

độ, tuy nhiên, các góc bước thường được sử dụng là 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5 độ và 15 độ

1.1.1 Cấu tạo của động cơ bước :

  Cấu tạo động cơ bước khá giống với động cơ DC Nó cũng có một nam châmvĩnh cửu là rotor Rotor sẽ ở trung tâm và sẽ quay khi lực tác dụng lên nó Rôto nàyđược bao quanh bởi một số stato được quấn bởi cuộn từ tính trên nó Stator sẽ đượcđặt càng gần càng tốt với rôto để từ trường trong các stator có thể ảnh hưởng đếnchuyển động của rôto Để điều khiển động cơ bước, mỗi stator sẽ được cấp nguồnlần lượt Trong trường hợp này, stato sẽ từ hóa và hoạt động như một cực điện từtác dụng lực đẩy lên rôto và đẩy nó di chuyển một bước Thay thế từ hóa và khử từcủa các stator sẽ di chuyển rôto từng bước và cho phép nó xoay với sự kiểm soáttuyệt vời

1.1.2 Phân loại động cơ :

Hình 1.2 : Động cơ bước đơn cực.

 Động cơ lưỡng cực

Dòng điện trong một động cơ lưỡng cực có thể chạy qua cuộn dây theo một tronghai hướng Trong khi điều này đòi hỏi một mạch điều khiển phức tạp hơn động cơđơn cực, nó tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn

Hình 1.3 : Động cơ bước lưỡng cực.

c) Theo roto :

 Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ( Permanent magnet stepper ) :

Động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng một nam châm vĩnh cửu (PM) trong rotor

và hoạt động dựa trên lực hút hoặc lực đẩy giữa rotor PM và nam châm điện stator

Hình 1.4 : Động cơ bước nam châm vĩnh cửu.

 Động cơ bước biến đổi điện trở ( Variable Reluctance Stepper Motor ) :

Động cơ bước biến đổi điện trở (VR) có một rotor sắt trơn và hoạt động dựa trênnguyên tắc miễn cưỡng tối thiểu xảy ra với khe hở tối thiểu, do đó các điểm rotor bịhút về phía cực nam châm của stator

Hình 1.5 : Động cơ bước biến đổi điện trở.

Động cơ bước loại từ trở biến thiên có rotor làm bằng sắt không từ tính và córăng Khi stator được cấp năng lượng, rotor di chuyển để có khoảng cách nhỏ nhấtgiữa stator và răng của nó

 Động cơ bước đồng bộ lai ( Hybrid Synchronous Stepper Motor ):

Động cơ bước lai (HB) được đặt tên bởi vì chúng sử dụng kết hợp các kỹ thuậtnam châm vĩnh cửu (PM) và biến đổi điện trở (VR) để đạt được công suất tối đatrong kích thước nhỏ gọn

Hình 1.6 : Động cơ bước đồng bộ lai.

1.1.3 Giới thiệu về động cơ bước A16K-M569 :

Động cơ bước 5 pha A16K-M569 là loại động cơ bước được sử dụng phổ biến

rộng rãi bởi với cách sử dụng dễ dàng thường ứng dụng trong ngành điều khiểnchính xác, máy công cụ hạng vừa, các máy cần có độ chính xác cao và có momenlớn

Hình 1.7: Thông số cơ bản của động cơ bước A16K-M569.

1.2 Một số phương pháp điều khiển động cơ bước :

1.2.1 Điều khiển chạy đủ bước ( Full Step Drive ):

Trong phương pháp này thay vì kích hoạt các stator một lần, hai stator được kíchhoạt với một khoảng thời gian ngắn giữa chúng Trong chế độ này, bất kỳ hai stator

sẽ được kích hoạt Điều này có nghĩa là stator thứ nhất bật ON và stator thứ hai sẽ

ON sau một khoảng thời gian ngắn trong khi stator thứ nhất vẫn ON Phương phápnày dẫn đến mô-men xoắn cao và cho phép điều khiển động cơ tải cao

1.2.2 Điều khiển chạy nửa bước ( Haft-Stepping Drive ) :

Phương pháp này khá giống với ổ đĩa Full bước Ở đây, hai stator được đặt cạnhnhau sẽ được kích hoạt trước và stator thứ ba sẽ được kích hoạt tiếp theo; hai statornày bị vô hiệu hóa Chu kỳ này kích hoạt hai stator trước và sau đó một stator lặp lại

để điều khiển động cơ bước Phương pháp này dẫn đến tăng độ phân giải của động

cơ trong khi giảm mô-men xoắn

1.2.3 Điều khiển chạy bước nhỏ ( MicroStepping Drive ) :

Đây là phương pháp điều khiển được sử dụng phổ biến nhất vì tính chính xáccủa nó Mạch điều khiển cung cấp dòng bước biến đổi cho cuộn dây stato ở dạng

của từng bước một Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì nó cung cấp độchính xác cao và giảm tiếng ồn hoạt động ở mức độ lớn

1.3 Ứng dụng của động cơ bước :

Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, motor bước là một cơ cấu chấp hànhđặc biệt hữu hiệu, bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số

biệt là các thiết bị cần điều khiểnchính xác.

Những ứng dụng cụ thể của động cơ bước trong ngành tự động hóa là: trong thiết

bị điều khiển robot, điều khiển định vị trong các quan hệ trắc, điều khiển tiêu cựtrong các hệ quang học, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển các cơcấu lái phương và chiều trong máy bay, điều khiển lập trình trong các thiết bị giacông cắt gọt, hay sự kết nối động cơ bước với vi điều khiển 8051. 

Còn trong các ngành công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng chủ yếucho các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm hay máy in,

Động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển và đo lường

1.4 Driver MD5-HD14 :

1.4.1 Giới thiệu về driver MD5-HD14 :

Bộ điều khiển động cơ bước là thiết bị dùng để điều khiển động cơ bước bởi cáctín hiệu xung được xuất ra từ mạch điều khiển Cụ thể như: máy tính, bộ điều khiển

… Bộ điều khiển động cơ bước bước 5 pha Autonics MD5-HD14 với nguồn vào20-35VDC có thể đáp ứng nhanh & độ phân giải lớn lên đến 250 division Đây làmột giải pháp khá tối ưu cho việc điều khiển hiệu quả hơn cho mỗi bước của động

cơ bước 5 pha A16K-M569 và tăng sự tiện lượi cho người dùng

+ Nó có tần số cao tới 500kHz và momen lớn, thông qua điều khiển dòng làmviệc

+ Điều khiển chính xác cao và thực hiện quay ở tốc độ thấp với bước cực nhỏ0.72°/bước.

+ Bộ điều khiển motor có chức năng cảnh báo khác nhau như quá nhiệt hay quá dòng có hiệu lực khi tự chẩn đoán

+Kiểm tra thông tin cảnh báo với LED ALARM thật dễ dàng

+Tự động hạ dòng, tự test, cài đặt dòng run/stop theo người sử dụng, cung cấp ngõ

- Chức năng tự chẩn đoán là kiểm tra động cơ và trình điều khiển

- Động cơ quay với tốc độ 30 vòng / phút trong toàn bộ bước Tốc độ quaycủa động cơ có thể thay đổi tùy thuộc vào cài đặt độ phân giải

- Tốc độ quay = 30 vòng / phút / độ phân giải

- Động cơ sẽ quay theo hướng CCW khi ở chế độ đầu vào 1 xung và theo hướng CW khi ở chế độ đầu vào 2 xung

- Lưu ý Đảm bảo rằng công tắc TEST được đặt thành TẮT trước khi cấp nguồn

- Nó có thể gây thương tích hoặc nguy hiểm nếu công tắc TEST được đặt thành BẬT khi nguồn điện được cung cấp

 1/2 CLK

- Công tắc 1/2 CLK là để chọn chế độ đầu vào xung

- Chế độ đầu vào 1 xung: CW → đầu vào xung lệnh hoạt động, CCW → đầu vào xung hướng quay ([H]: xoay CW, [L]: xoay CCW)

- Chế độ đầu vào 2 xung: đầu vào xung xoay hướng CW → CW, đầu vào xung xoay hướng CCW → CCW.

 C/D (Auto current down)

- Chức năng này tự động giảm dòng điện theo giá trị cài đặt dòng điện DỪNG để ngăn chặn nhiệt sinh ra khi động cơ dừng

- Nó kích hoạt khi không có xung đầu vào của hoạt động động cơ trong

hơn 100ms

 RUN current setting

- Dòng điện RUN là dòng điện pha được cung cấp cho động cơ bước 5 pha

- Đảm bảo đặt dòng RUN ở dòng định mức hoặc thấp hơn

- Điều chỉnh dòng RUN trong trường hợp xảy ra hiện tượng sinh nhiệt nghiêm trọng Đảm bảo rằng việc giảm mô-men xoắn có thể xảy ra khi điều chỉnh dòng điện

Lưu ý) Đảm bảo điều chỉnh dòng điện RUN khi động cơ đang chạy

 STOP current setting

- Dòng điện DỪNG là dòng điện pha được cung cấp cho động cơ bước 5 pha khi dừng

- Nó sẽ được kích hoạt khi C / D (Tự động giảm dòng điện) được đặt thànhBẬT Bằng cách đặt dòng điện DỪNG, có thể ngăn chặn sự sinh nhiệt khi động cơ ngừng hoạt động

- Giá trị cài đặt dòng điện DỪNG là tỷ lệ của giá trị cài đặt dòng điện RUN (%) Ví dụ) Trong trường hợp giá trị cài đặt dòng điện RUN được đặt thành 1,4A và giá trị cài đặt dòng điện DỪNG được đặt thành 50%, dòng điện giảm dòng tự động được đặt thành 0,7A

- Giá trị cài đặt dòng điện DỪNG có thể có một số sai lệch tùy thuộc vào trở kháng của động cơ

- Chức năng tự động giảm dòng điện sẽ được kích hoạt khi tín hiệu HOLD OFF là [L] Khi tín hiệu HOLD OFF là [H], chức năng không được kích hoạt vì dòng điện cung cấp cho mỗi pha bị cắt Lưu ý) Đảm bảo điều chỉnh dòng điện DỪNG khi động cơ dừng

 ZERO OUT

- Tín hiệu được xuất ra để cho biết khi trạng thái kích thích động cơ ở giai đoạn đầu Dùng để kiểm tra vị trí quay của trục động cơ

- Trong trường hợp bước đầy đủ, tín hiệu được xuất ra sau mỗi 7,2 ° (50 lần / vòng quay) Ví dụ) Toàn bước (0,72 ° / Bước): Tín hiệu được xuất ra sau mỗi 10 xung 20 vạch chia (0,036 ° / Bước): Tín hiệu được xuất ra sau mỗi 200 xung.

 HOLD OFF function

- Khi tín hiệu đầu vào HOLD OFF là [H], kích thích động cơ được giải phóng Khi tín hiệu đầu vào HOLD OFF là [L], kích thích động cơ ở trạng thái bình thường

- Một chức năng được sử dụng để quay trục của động cơ bằng cách sử dụng ngoại lực hoặc được sử dụng để định vị bằng tay

- HOLD OFF Tín hiệu đầu vào [H] và [L] thể hiện BẬT / TẮT bộ ghép quang trong mạch

- Không sử dụng để dừng động cơ

- Microstep là làm cho góc bước cơ bản của động cơ 5 pha (0,72 °) được chia thành góc nhỏ hơn theo các giá trị cài đặt

- Công thức của góc microstep là:

Góc quay động cơ (động cơ 5 pha) = Góc bước cơ bản (0,72 °)

-Chế độ đầu vào 2 xung - Đầu vào xung quay theo hướng CW

-Chế độ đầu vào 1 xung - Đầu vào xung lệnh hoạt động

CCW

※

-Chế độ đầu vào 2 xung - Đầu vào xung xoay hướng CCW

-Chế độ đầu vào 1 xung - Đầu vào xung hướng quay [H]: CW, [L]: CCW HOLD OFF

※

Tín hiệu điều khiển TẮT kích thích động cơ [H]: TẮT kích thích động cơ

Tín hiệu đầu ra kích thích điểm không BẬT cho kích thích điểm không

Hình 1.9: Sơ đồ kết nối các cổng input output của driver.

Muốn điều khiển driver MD5-HD14 ta phát xung đưa vào CW hoặc CCW driver đểdriver hoạt động

Tốc độ của động cơ bước 5 pha A16K-M569 phụ thuộc vào tốc độ phát xung của bộphát xung

Để điều khiển vị trí thì cần 1 vị trí gốc (xoay tròn), vị trí này dùng sensor

Với góc bước 0.72°/bước 5 phase chế độ bước đủ thì 500p/r > phát 500 xung motor quay 1 vòng

Với góc bước 0.72°/bước 5 phase nửa bước thì 1000p/r > phát 1000 xung motor quay 1 vòng

1.4.2 Sơ đồ điều khiển động cơ bước với driver :

Hình 1.10 : Sơ đồ điều khiển động cơ bước 5 pha.

Có 5 chế độ cho có thể lựa chọn, nếu không muốn mạch điều khiển động cơbước chạy đầy đủ 200 bước/ vòng chúng ta nên chạy cho đầy đủ mà không cầnquan tâm đến 2 chân này, sau đó sẽ điều chỉnh bước của chính động cơ trong hệthống code Lựa chọn chế độ full, chế độ 1/ 2 hay 1/ 4 thì sẽ được thông qua 2 pin

đó là MS1, MS2 Nếu ta thả nổi 2 pin này tức là bạn chọn chạy theo chế độ fullstep

Hình 1.11 : Bảng trạng thái: Full step.

Datasheet :

Hình 1.12: Datasheet của Driver MD5-HD14.

–Độ bền điện môi : 1000VAC/60s

– Nguồn cấp : 20-35VDC

– Điện trở cách điện : 100MΩ min

– Dòng tiêu thụ tối đa : 3A

– Thời gian tăng/ giảm xung ngõ vào : Dưới 130ns

– Dòng RUN : 1.4A/Pha

– Loại ngõ ra : Ngõ ra kích hoạt điểm 0

1.5 PLC Mitsubishi:

1.5.1 Sơ lược về PLC MitShuBiShi:

MITSUBISHI ELECTRIC là một tập đoàn hàng đầu của thế giới về tự độnghóa trong công nghiệp Vào đầu năm 1981, tập đoàn đã ra mắt thiết bị điều khiểnlập trình PLC (Programmable logic controller) đầu tiên của tập đoàn là dòng PLC

FX Series với các phiên bản sơ khai F0, F1, F2 Cụm từ Series dùng để thay thế chocác model khác nhau trong một phiên bản như: S, 1S, 0N, 1N, 2N, 2NC, 3U… Cácphiên bản sau kế thừa các phiên bản trước, dần dần chúng trở nên hoàn thiện hơn vềcông nghệ đáp ứng được các yêu cầu công nghiệp khắc khe khác nhau Ví dụ PLCFX2 ra mắt năm 1991, nó là kết quả của sự kế thừa công nghệ tích hợp siêu nhỏ của

Permian-load Đến nay dòng sản phẩm PLC FX Series của tập đoàn có mặt hầu nhưkhắp nơi trên thế giới, trong tất cả các ứng dụng công nghiệp, tự động hóa, dândụng và gia đình Với khẩu hiệu của dòng sản phẩm là “Everything in a single unit”.

Nó đặt tiền thân cho dòng sản phẩm System Q sau này Do đó, việc tìm hiểu, nghiêncứu và lập trình dòng PLC FX làm cơ sở cho việc nghiên cứu các dòng sản phẩmmới sau này

1.5.1.1 Sơ lược về PLC FX1N:

Phát triển từ dòng FX1s, dòng PLC FX1N được tích hợp nhiều chức năng hơn,với giá thành thấp, kích thước nhỏ gọn  và khả năng mở rộng I/O có thể lên tới 128point, đồng thời cho phép mở rộng linh hoạt  bằng các module chuyên dụng phùhợp với từng bài toán điều khiển cụ thể PLC FX1N còn được tích hợp bộ điềukhiển vị trí sẵn sàng cho mọi ứng dụng.  FX1N phù hợp cho các bài toán điều khiển

ở mức độ trung bình

Khả năng truyền thông và trao đổi dữ liệu của PLC FX1N là ý tưởng cho nhữngứng dụng mà phần cứng bộ điều khiển, tính năng truyền thông, chức năng đặc biệt

và tốc độ xử lý là then chốt

1.5.1.2 Chức năng và khả năng mở rộng của PLC:

-Số lượng I/O trên CPU: 14-24-40-60

-Số lượng I/O có thể mở rộng lên tới 128

-Tích hợp ngay trên CPU 2 đầu ra có chức năng tạo xung lên tới 100Khz và cókhả năng mở rộng bằng các mô đun đầu vào đếm tốc độ cao lên tới 60Khz

-1 pha:

Max 60 kHz / Hardware high speed counter (C235, C240)

Max 10 kHz / Software high speed counter (C241, C244)

-2 pha:

Max 30 kHz / Hardware high speed counter (C251)

Max 5 kHz / Software high speed counter (C252-C254)

-Tích hợp sẵn cổng lập trình RS-422, và có khả năng mở rộng thêm các Boardtruyền thông như: RS-232C, RS-422 hay RS-485 ngay lên CPU, hoặc băng các môtruyền thông RS-232C, RS-422, RS-485 chuyên dụng, cho phép thực hiện kết nốikiểu N:N, kết nối 1:1, kết nối Computer Link 1:N

Có thể mở rộng truyền thông bằng các mô đun chuyên dụng như: Mô đun giao diện

AS, mô đun giao diện DeviceNet, mô đun giao diện DP Profibus, mô đun giao diện

IF Profibus, mô đun kết nối mạng Melsec CC-Link, Melsec I/O Link (mạng chuyêndụng của Mitstubishi)

-Có thể mở rộng bằng các mô đun chuyên dụng như: Mô đun điều khiển nhiệt

độ, mô đun đầu vào thích hợp cho các cảm hiến nhiệt độ

-Có thể mở rộng bằng các mô đun vào/ra tương tự 2 kênh, 3 kênh, 4 kênh và lêntới 8 kênh (độ phân giải lên tới 12bit) tương thích với các kiểu đầu vào 0-10VDC,0-5VDC, 0-20mA, 4-20mA

-Tích hợp sẵn Real Time Cock cho các ứng dụng cần thời gian thực, có sẵn lệnhPID cho các ứng dụng điều khiển quá trình sử dụng điều khiển vòng kín

-Có thể sử dụng nguồn cấp 1 chiều 24V hoặc xoay chiều với giải điện áp chophép từ 85V-264V

-Đầu ra có thể chọn lựa là kiểu Rơ le (2A) hoặc Transistor (0.3A)

Hình 1.13: Bảng tóm tắt các thông số chức năng của họ PLC FX-1N

1.5.1.3 Đặc điểm chi tiết PLC FX-1N:

ngõ vào của PLC được phát hiện và đưa vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnhlogic trên các trạng thái của chúng, thông qua chương trình trạng thái ngõ ra đượccập nhập và lưu vào bộ nhớ đệm; sau đó trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm đượcdùng để đóng/mở các ‘tiếp điểm’ kích hoạt các thiết bị tương ứng Như vậy, sự hoạt

động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ Chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng Sau

đây là các đặc điểm chi tiết của PLC họ FX1N

1.5.1.4 Các modul có khả năng kết nối PLC FX-1N:

1.5.1.5 Nguồn cung cấp:

+ Nguồn AC:

+ Nguồn DC: