Xuất phát từ nhu cầu đó, nhóm thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp module vali thực hành tự động hóa” với mục tiêu tạo ra một thiết bị tích hợp, có tính mô phỏng cao, phục
KHẢO SÁT – PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ
Khảo sát dự án
- Dự án: Nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp module vali thực hành tự động hóa
Chủ đầu tư: FPT Polytechnic
Đơn vị thiết kế: Nhóm AE-19
Đơn vị thi công: Nhóm AE-19
Địa điểm lắp đặt: FPT Polytechnic Cơ sở Cầu Diễn
+ AC 1 pha: 220VAC / 50Hz – dùng cho tải phụ như HMI, Wifi, biến tần
+ Nguồn phụ (nội bộ): Có thể bao gồm các nguồn DC 24VDC cấp cho PLC, encoder, nút nhấn…
Thông số kích thước tổng thể (Dài x rộng x cao): 500 x 400 x 120 mm
Năng lực gia công: Sử dụng chất liệu tôn sơn tĩnh điện hoặc nhôm hộp
Dùng CNC Laser hoặc đột lỗ, phay tạo rãnh gá thiết bị như PLC, HMI, Encoder, …
Cấu tạo cơ bản: Gồm 2 phần chính
+ Mặt trên vali (nắp vali): Phần hiển thị và giám sát Đây là phần đảm nhiệm chức năng giao tiếp, giám sát và kết nối mạng
+ Mặt dưới vali: Phần thực hành và điều khiển thiết bị Đây là phần chứa các thiết bị chính đảm nhiệm xử lý tín hiệu và điều khiển
- Dự án "Nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp module vali thực hành tự động hóa" nhằm tạo ra một thiết bị mô phỏng tích hợp nhỏ gọn, phục vụ cho mục đích đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực tự động hóa Thiết bị có dạng vali, dễ dàng mang vác, phù hợp với các trung tâm đào tạo nghề, trường đại học, cao đẳng và cả trong doanh nghiệp phục vụ công tác huấn luyện kỹ thuật viên
- Dự án được triển khai dựa trên nhu cầu thực tế về việc học đi đôi với hành, giúp học viên có thể trực tiếp lập trình và điều khiển các đối tượng mô phỏng, từ đó nâng cao khả năng tư duy, xử lý tình huống và áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn
Hình 1.1 Module vali thực hành tự động hóa
- Mục tiêu của dự án:
Đọc tốc độ của Encoder
Truyền thông PLC với biến tần D720 qua modbus RTU
Điều khiển bài toán PID ổn định động cơ 3 pha
Thiết kế giao diện HMI để vận hành dự án
- Tính ứng dụng của dự án:
Hình 1.2 Ứng dụng của module vali thực hành tự động hóa
Ứng dụng trong đào tạo và giáo dục: Phục vụ công tác giảng dạy và thực hành cho sinh viên các ngành: Tự động hóa, Cơ điện tử, Điện - Điện tử, Điều khiển – Tự động hóa Giúp sinh viên làm quen với các thiết bị thực tế, từ đó tăng khả năng tư duy logic, kỹ năng lắp ráp và lập trình điều khiển Dễ dàng di chuyển (vì tích hợp trong vali), phù hợp cho các buổi thực hành, giảng dạy lưu động hoặc trong môi trường có không gian hạn chế.
Ứng dụng trong đào tạo nghề và nâng cao kỹ năng: Cung cấp mô hình mô phỏng thực tế các dây chuyền sản xuất, phân loại sản phẩm, điều khiển động cơ, cảm biến, PLC Phù hợp với các trung tâm đào tạo nghề, trường cao đẳng kỹ thuật cần mô hình gọn nhẹ nhưng vẫn đầy đủ chức năng.
Ứng dụng trong công nghiệp – sản xuất: Có thể được tùy biến thành các mô hình mẫu phục vụ công tác nghiên cứu, thử nghiệm hoặc đào tạo nội bộ trong các doanh nghiệp sản xuất Hỗ trợ trong việc kiểm tra thiết bị trước khi tích hợp vào dây chuyền thật, giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm chi phí
Ứng dụng trong nghiên cứu và phát triển; Là một nền tảng để nghiên cứu thuật toán điều khiển, IoT, tự động hóa, phát triển sản phẩm công nghiệp mới Tích hợp được với nhiều module mở rộng như HMI, cảm biến nâng cao, truyền thông
Modbus, Ethernet, v.v., giúp mô phỏng đa dạng hệ thống.
Phân tích yêu cầu công nghệ
Hình 1.3 Bản vẽ 3D vali thực hành tự động hóa
1.2.1 Phân tích phần cơ khí
- Vali có kích thước 500 x 400 x 120 mm – thiết kế gọn nhẹ, thuận tiện cho việc mang đi thực hành hoặc trình diễn
- Vật liệu chế tạo có thể dùng tôn sơn tĩnh điện hoặc nhôm kỹ thuật – tùy thuộc vào yêu cầu cách điện và khối lượng Nắp có thể làm bằng mica mờ, mica màu, hoặc nhôm phay CNC
- Cấu tạo chính chia làm 2 phần: nắp vali (mặt HMI – wifi), mặt dưới (thiết bị điện, mô hình thực hành PLC)
STT Thành phần Kết cấu cơ khí
1 Màn hình HMI Weinview Làm rãnh chữ nhật (khoét lọt màn 7 inch) + vít cố định
2 Bộ phát wifi TL-WR820N Làm hộc sâu theo kích thước: 154 x 114 x 36mm
3 Công tắc chuyển mạch 3 trạng thái
Khoan lỗ để gắn công tắc – thường dùng switch vặn hoặc toggle
4 Đốn bỏo – nỳt nhấn Lỗ khoan tiờu chuẩn ỉ10mm, bố trớ theo sơ đồ chức năng trên bản vẽ
Bảng 1.1 Bảng phân tích cơ khí của nắp vali
STT Thành phần Kết cấu cơ khí
1 Khung gá thiết bị Gia công bằng nhôm hoặc nhựa kỹ thuật để bắt thiết bị như: PLC S7-1214, Biến tần Mitsubishi D720, …
Có lỗ thoáng, rãnh cáp, khe gá vít M4 –
M6 để cố định chắc chắn thiết bị và dễ đấu nối
2 Bảng mặt thiết bị Thiết kế phay CNC mặt mica hoặc composite, có khắc vị trí chân PLC, relay, module input/output, đèn báo
3 Khay chứa dây dẫn Một bên vali có khay riêng để quấn và bảo quản dây, thuận tiện cho thao tác và bảo trì
Bảng 1.2 Bảng phân tích cơ khí của mặt dưới vali
1.2.2 Phân tích hệ thống điện
1.2.2.1 Phần mặt trên (phần giám sát)
- Chức năng: Đây là khu vực giúp người vận hành quan sát, nhập lệnh và kết nối truyền thông
+ Dùng để hiển thị thông tin vận hành, trạng thái các thiết bị, thông số hệ thống
+ Cho phép nhập lệnh điều khiển trực tiếp (đặt tốc độ động cơ, chọn chế độ làm việc, v.v.)
+ Ethernet: Truyền dữ liệu tốc độ cao giữa HMI và PLC hoặc kết nối với máy tính để lập trình/giám sát
+ RS485: Dùng để kết nối biến tần bằng giao thức Modbus RTU
+ RS232: Thường dùng kết nối với một số module mở rộng
- Chức năng: Đây là khu vực thực hiện điều khiển thực tế và kết nối với các thiết bị điện
Bộ điều khiển PLC Siemens S7-1214 DC/DC/DC
+ Tiếp nhận tín hiệu từ các công tắc, nút nhấn, encoder
+ Xử lý logic điều khiển theo chương trình đã lập trình
+ Xuất tín hiệu điều khiển biến tần, relay hoặc các ngõ ra khác
+ Điều khiển tốc độ, hướng quay và mô-men xoắn của động cơ không đồng bộ
+ Nhận lệnh từ PLC qua tín hiệu số hoặc truyền thông Modbus RS485
Động cơ không đồng bộ 3 pha
+ Động cơ công suất nhỏ, phù hợp cho mô hình thực hành
+ Nhận nguồn qua biến tần để điều chỉnh tốc độ/quay đảo chiều
+ Gắn trục động cơ để phản hồi tín hiệu vị trí/tốc độ về PLC
+ Cho phép PLC thực hiện điều khiển lên động cơ để có tốc độ như mong muốn
+ Cách ly tín hiệu giữa PLC và tải công suất
+ Có thể dùng để điều khiển đèn báo, còi, hoặc các thiết bị phụ trợ khác.
Phương án thiết kế
- Điều khiển bằng biến tần và động cơ không đồng bộ 3 pha
Ưu điểm: Có thể thay đổi tốc độ động cơ linh hoạt, phù hợp để mô phỏng đa dạng bài thực hành thực tế
Nhược điểm: Giá thành cao hơn, yêu cầu người học có hiểu biết về biến tần
- Điều khiển bằng servo + driver
Ưu điểm: Điều khiển chính xác vị trí, tốc độ, phù hợp mô phỏng các bài học có độ chính xác cao như phân loại theo vị trí, khoảng cách.
Nhược điểm: Chi phí cao, phức tạp trong lập trình và bảo trì, không cần thiết cho các bài học cơ bản
- Điều khiển cứng bằng nút nhấn và rơ le
Ưu điểm: Dễ hiểu, dễ thực hành cho người mới bắt đầu, không cần lập trình
Nhược điểm: Ít linh hoạt, không mô phỏng được các bài học nâng cao, khó mở rộng.
Ưu điểm: Lập trình linh hoạt, mô phỏng được nhiều bài học tự động hóa thực tế (băng tải, cảm biến, đếm sản phẩm ).
Nhược điểm: Cần kỹ năng lập trình, chi phí thiết bị ban đầu cao hơn so với điều khiển cứng
Ưu điểm: Giao diện dễ thao tác với người vận hành Dễ dàng tích hợp trực tiếp với PLC qua các cổng (RS232, RS485, Ethernet) Không cần máy tính, kích thước nhỏ gọn, phù hợp với các module vali
Nhược điểm: Giao diện không linh hoạt bằng SCADA Chức năng báo cáo, lưu trữ dữ liệu hạn chế
Ưu điểm: Khả năng lưu trữ dữ liệu, tạo báo cáo và truy xuất thông tin tốt
Thích hợp cho các bài giảng nâng cao hoặc hệ thống lớn có nhiều vùng điều khiển
Nhược điểm:Yêu cầu máy tính cấu hình tương đối, cài đặt phần mềm bản quyền (WinCC, iFix, LabView…) Khó khăn khi mang đi thực hành ở nhiều nơi (thiếu tính cơ động)
- Giám sát qua Web Server
Ưu điểm: Có thể truy cập từ xa qua mạng nội bộ hoặc Internet trên nhiều thiết bị (PC, điện thoại, máy tính bảng…) Không cần cài phần mềm, chỉ cần trình duyệt web.
Nhược điểm: Giao diện lập trình hạn chế, độ trễ cao hơn so với HMI hoặc
SCADA Một số dòng PLC không hỗ trợ Web Server hoặc yêu cầu module mở rộng
1.3.5 Lựa chọn phương án để thiết kế
Động cơ điều khiển bằng biến tần kết hợp với động cơ không đồng bộ 3 pha
Phần điều khiển sử dụng PLC
Giám sát và điều khiển bằng HMI
Đây là phương án cân bằng giữa chi phí, độ linh hoạt và khả năng mở rộng
Phù hợp với môi trường giáo dục thực hành: dễ thao tác, mô phỏng được nhiều tình huống công nghiệp thật
Tăng khả năng tương tác giữa người học và thiết bị thông qua lập trình PLC, HMI và điều chỉnh biến tần.
THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG LỰC HỆ THỐNG
Sơ đồ khối
Hình 2.1 Sơ đồ khối phần động lực
Phân tích sơ đồ khối:
Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC cấp điện cho toàn bộ khối động lực như đèn báo, công tắc, …
Chính là biến tần Mitsubishi D720: nhận nguồn 220VAC, điều chỉnh tần số và điện áp đầu ra phù hợp với yêu cầu điều khiển động cơ
Khối công suất sẽ có các relay bảo vệ thiết bị điều khiển như PLC
Chính là động cơ không đồng bộ 3 pha (motor): tải chính, được điều chỉnh từ biến tần.
Danh sách thiết bị phần động lực
STT Tên thiết bị Mã hàng Hãng Số lượng Đơn vị
2 Biến tần Mitshubishi D720 Mitshubishi 1 Chiếc
3 Động cơ không đồng bộ 3 pha K6IG6NC GGM 1 Chiếc
Bảng 2.1 Bảng danh sách thiết bị trong phần động lực
Danh sách thiết bị phụ tải phần động lực
Bảng 2.2 Bảng danh sách thiết bị sử dụng điện xoay chiều
- Ta có công thức tính aptomat (Icb):
Trong đó Idm: Dòng điện định mức của tải (A) k: Hệ số an toàn ( chọn từ 1.2~1.5)
Từ đó suy ra Icb = 1.5 * 1.75 = 2.625 (A)
Chọn aptomat Schneider A9K27210 10A để sử dụng cho toàn bộ dự án
STT Tên thiết bị Số pha Điện áp
(VDC) Công suất (kW) Iđm (A)
2 Động cơ không đồng bộ
Giới thiệu các thiết bị điện
Bảng 2.3 Bảng giới thiệu các thiết bị điện
Mã SP Mô tả chi tiết Hi ̀nh ảnh
- Điện áp cung cấp 3 pha 200…240V, +/-10%, 48…63Hz; Tích hợp bộ lọc EMC
- Tần số ra: 0-500 Hz; Hệ số công suất 0.98
- Khả năng chịu quá tải 150% trong 60s, 200% trong 0.5s
3 Động cơ không đồng bộ
- Loại motor: động cơ cảm ứng) thuộc dòng K-Series
Thiết kế bản vẽ động lực
Bản vẽ nguồn: Xem tại trang số 49 trong Phụ lục bản vẽ
Bản vẽ động lực: Xem tại trang số 50 trong Phụ lục bản vẽ
THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Sơ đồ khối
Hình 3.1 Sơ đồ khối phần điều khiển
Chức năng: Cung cấp điện năng cho toàn bộ hệ thống
Chức năng: Xử lý tín hiệu đầu vào và xuất lệnh điều khiển đầu ra để điều chỉnh hoạt động của hệ thống
+ PLC S7-1200: xử lý thuật toán PID, nhận tín hiệu từ encoder qua module analog hoặc module xung
+ HMI: giao diện người dùng cài đặt tốc độ, chuyển chế độ Auto/Manual, theo dõi trạng thái hệ thống
Chức năng: Là phần tử chịu tác động từ lệnh điều khiển và thực hiện sao cho đúng
Trong đồ án gồm: Biến tần sẽ nhận lệnh từ PLC và điều khiển động cơ Khi có lệnh điều khiển từ PLC → biến tần điều chỉnh điện áp đầu ra → động cơ thay đổi tốc độ
- Khối tín hiệu (phản hồi)
Chức năng: Thu thập tín hiệu thực tế từ đối tượng điều khiển để gửi về khối điều khiển
+ Encoder: thu thập tín hiệu xung phản ánh tốc độ thực tế
+ PLC sử dụng tín hiệu này để so sánh với giá trị đặt trước (Setpoint) và tính toán sai lệch để điều chỉnh.
Danh sách thiết bị phần điều khiển
STT Tên thiết bị Mã hàng Hãng Số lượng Đơn vị
1 PLC S7 - 1200 1214 DC/DC/DC SIEMENS 1 Chiếc
4 HMI TK6071IP WENVIEW 1 Chiếc
Bảng 3.1 Danh sách thiết bị phần điều khiển
Nguyên lý điều khiển hệ thống
- Chế độ điều khiển bằng tay:
Người vận hành dùng HMI để đặt tần số mong muốn (Hz) – ví dụ 30Hz, 40Hz…
PLC gửi giá trị tần số này đến biến tần D720 qua Modbus RTU
Biến tần điều khiển động cơ 3 pha quay theo tần số đã đặt
Encoder vẫn hoạt động, đo tốc độ thực tế và gửi về PLC nhưng PLC không dùng để điều khiển, chỉ để hiển thị giám sát trên HMI
Chế độ này phù hợp cho mục đích học tập, test hệ thống, kiểm tra phần cứng
- Chế độ điều khiển tự động:
Người dùng nhập tốc độ mong muốn trên HMI
PLC tính toán sai số tốc độ = tốc độ đặt – tốc độ đo được từ Encoder
Bộ điều khiển PID trong PLC xử lý sai số và xuất ra giá trị tần số (Hz)
Giá trị tần số này được gửi đến biến tần qua Modbus RTU
Biến tần thay đổi tần số để duy trì tốc độ động cơ ổn định ở mức đặt
Chế độ này phù hợp cho mục đích sử dụng trong các nhà máy công nghiệp lớn, mang tính tự động hóa cao.
Tính toán lựa chọn thiết bị phần điều khiển
Bảng 3.2 Bảng tính chọn nguồn DC
- Các thiết bị sử dụng điện 1 chiều 24VDC – dòng điện max 1.13A nên ta chọn bộ chuyển đổi nguồn có thông số:
Đầu vào: 1 pha – 220VAC-50/60HZ
STT Tên thiết bị Số lượng Điện áp Dòng điện
STT Tên tín hiệu DI DQ AI AQ Enthernet
Bảng 3.3 Bảng tính chọn PLC
=> Dựa vào bảng tính chọn PLC, ta chọn PLC S7-1200 1214DC/DC/DC
Giới thiệu các thiết bị điều khiển
Mã SP Mô tả chi tiết Hi ̀nh ảnh
- I/O tích hợp: 14 DI, 10DO, 2AI
- Dòng tiêu thu ̣: 500 mA (CPU), 1.5 A (max)
Module truyền thông Siemens CB 1241 hỗ trợ kết nối RS485, dùng để mở rộng khả năng giao tiếp của PLC S7-1200
TK6071ip - Kích thước: 7inch
- Truyền thông: COM1 (RS-232), COM2 (RS-
4 Bộ chia mạng 5 cổng TP
TL-SF1005D - Tốc độ: 10/100 Mbps
- Cổng kết nối: 5 x cổng RJ45
- Điện năng tiêu thụ: 1.87W (220V/50Hz)
Bảng 3.4 Bảng giới thiệu các thiết bị điều khiển
Thiết kế bản vẽ phần điều khiển
3.6.1 Bản vẽ nguồn cấp HMI
Bản vẽ nguồn cấp HMI: Xem tại trang số 51 trong Phụ lục bản vẽ
3.6.2 Bản vẽ đầu vào PLC
Bản vẽ nguồn cấp HMI: Xem tại trang số 52 trong Phụ lục bản vẽ
3.6.3 Bản vẽ đầu ra PLC
Bản vẽ nguồn cấp HMI: Xem tại trang số 53 trong Phụ lục bản vẽ
THI CÔNG DỰ ÁN
Bảng danh sách thiết bị thi công dự án
STT Tên thiết bị Mã hàng Hãng Số lượng Đơn vị
1 PLC S7 - 1200 1214 DC/DC/DC SIEMENS 1 Chiếc
2 Biến tần Mitshubishi D720 Mitshubishi 1 Chiếc
5 HMI TK6071IP WENVIEW 1 Chiếc
6 Relay MY2N-GS DC24 Omron 3 Chiếc
10 Đèn báo trạng thái màu xanh
11 Đèn báo trạng thái màu đỏ AL1M-M11G IDEC 2 Chiếc
12 Đèn báo trạng thái màu vàng
13 Bộ chia mạng SF1005D TP-Link 1 Chiếc
Bảng 4.1 Bảng danh sách thiết bị thi công dựa án
Bản vẽ thi công
Hình 4.1 Bản vẽ 3D của vali
- Bản vẽ 2D của vali: Xem tại trang số 46 trong Phụ lục bản vẽ
- Bản vẽ mặt dưới của vali: Xem tại trang số 47 trong Phụ lục bản vẽ
- Bản vẽ mặt cánh của vali: Xem tại trang số 48 trong Phụ lục bản vẽ
- Bản vẽ truyền thông modbus RS485: Xem tại trang số 54 trong Phụ lục bản vẽ
- Bản vẽ truyền thông HMI và PLC: Xem tại trang số 55 trong Phụ lục bản vẽ
Kiểm tra thiết bị
STT Thiết bi ̣ cần kiểm tra
Cách kiểm tra Kết luận
- Sử dụng đồng hồ VOM, chuyển về thang đo thông mạch (đo diode)
- Đặt que đo vào 2 cực cấp nguồn => không thông nhau
- Kết nối cáp lập trình, sử dụng TIA Portal upload chương trình để kiểm tra cổng truyền thông hoạt động
- Đo nguồn cấp 3P, đảm bảo điện áp ổn định
- Vào chế độ cài đặt (PU) để kiểm tra thông số mặc định, cài tần số đầu ra thử nghiệm và đo tín hiệu điện áp/tần số ở đầu ra
- Gắn encoder với động cơ, cấp nguồn 5- 24VDC cho encoder
- Dùng đồng hồ đo tần số hoặc oscilloscope đo tín hiệu A/B, kiểm tra khi trục encoder quay có xung ra ổn định
- Gắn board vào khe mở rộng PLC, kiểm tra đèn chỉ báo COM (khi kết nối) trên board
- Kết nối RS-485 với thiết bị ngoài, kiểm tra tín hiệu truyền nhận qua phần mềm TIA Portal
5 Động cơ không đồng bộ 3 pha
- Đo điện trở cuộn dây ba pha bằng đồng hồ vạn năng, so sánh giá trị ba cuộn dây phải Tốt gần bằng nhau
6 HMI Weinview - Sử dụng đồng hồ VOM, chuyển về thang đo thông mạch (đo diode)
- Đặt que đo vào 2 cực cấp nguồn => không thông nhau
7 Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC
- Cấp nguồn 220VAC, đo đầu ra DC bằng đồng hồ số, giá trị phải đạt ~24VDC ổn định
- Kiểm tra khả năng chịu tải bằng cách nối tải giả hoặc thiết bị thật
- Dùng nguồn DC 24V cấp vào cuộn hút, nghe tiếng “tạch” khi relay đóng
- Dùng đồng hồ đo thông mạch để kiểm tra tiếp điểm thường đóng (NC) và thường mở (NO) thay đổi trạng thái đúng
9 Đèn báo - Cấp điện áp DC từ 3 đến 24VDC, kiểm tra đèn sáng ổn định
- Đo dòng tiêu thụ bằng ampe kìm hoặc đồng hồ vạn năng để đảm bảo nằm trong mức cho phép (thường vài mA)
Bảng 4.2 Bảng kiểm tra các thiết bị
Thi công dự án
Hình 4.4 Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị để thi công
Hình 4.5 Lắp giắc cái và các thiết bị vào vali thực hành
Hình 4.6 Đấu nối biến tần Mitshubishi Hình 4.7 Đấu nối bộ điều khiển PLC
Hình 4.8 Đấu nối relay Hình 4.9 Đấu nối đèn báo
Hình 4.10 Sản phẩm hoàn thiện
LẬP TRÌNH DỰ ÁN
Bảng quy định địa chỉ lập trình
STT Tên địa chỉ Chú thích
Bảng 5.1 Bảng quy định địa chỉ đầu vào
STT Tên địa chỉ Chú thích
Bảng 5.2 Bảng quy định địa chỉ đầu ra
KIỂM THỬ
Kiểm tra dự án
6.1.1 Đo mạch điện khi chưa cấp nguồn
Bảng 6.1 Kiểm tra mạch khi chưa cấp nguồn
6.1.2 Đo mạch điện khi đã cấp nguồn
STT Vi ̣ trí cần kiểm tra
Cách kiểm tra Kết luận
Kiểm tra cơ khí và đấu nối
- Dùng tay kiểm tra các đầu cos, domino, giắc cắm đảm bảo chắc chắn; kiểm tra bằng mắt xem dây dẫn đúng màu, đúng vị trí theo sơ đồ đấu dây
Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC
- Sử dụng đồng hồ VOM, chuyển về thang đo thông mạch (đo diode)
- Đặt que đo vào 2 đầu lấy nguồn của bộ chuyển nguồn => Không thông mạch
- Dùng VOM kiểm tra thông mạch giữa chân L+ và M để đảm bảo không chập, kiểm tra dây nguồn và dây tín hiệu vào/ra được đấu đúng vị trí
- Kiểm tra dây nguồn 3 pha vào biến tần không bị chạm chập pha-pha hoặc pha-mát; kiểm tra dây tín hiệu điều khiển đấu đúng cực
- Kiểm tra coil relay và các tiếp điểm NO/NC bằng thang đo thông mạch để đảm bảo không chập bất thường
STT Vi ̣ trí cần kiểm tra
Cách kiểm tra Kết luận
Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC
- Cấp nguồn 220VAC cho nguồn tổ ong, dùng đồng hồ VOM đo điện áp đầu ra phải đạt ~24VDC ±5% Tốt
Bảng 6.2 Kiểm tra mạch khi đã cấp nguồn
Hướng dẫn vận hành
6.3.1 Chuẩn bị trước khi vận hành
- Kiểm tra kết nối điện:
Đảm bảo nguồn 3 pha và nguồn 24VDC đã được đấu nối đúng và chắc chắn
Kiểm tra các đầu nối vào/ra PLC, dây tín hiệu encoder, dây truyền thông
PLC–HMI, PLC–biến tần
Đảm bảo động cơ, encoder, giá đỡ, cơ cấu truyền động được lắp chắc chắn
Kiểm tra không có vật cản trên đường chuyển động
- Kiểm tra thiết bị chỉ thị:
Đèn báo nguồn, đèn báo trạng thái sẵn sàng tắt/mở đúng
Các relay, biến tần không bị báo lỗi
- Quan sát đèn báo RUN/STOP Nếu đèn RUN sáng → PLC hoạt động bình thường Kiểm tra điện áp cấp vào chân L+, M của PLC đạt 24VDC
- Cấp nguồn 3 pha vào biến tần, kiểm tra màn hình hiển thị sáng, không báo lỗi Dùng đồng hồ VOM đo điện áp điều khiển từ PLC vào cổng analog/digital của biến tần
- Cấp nguồn 24VDC, kiểm tra đèn báo TX/RX nhấp nháy khi truyền dữ liệu Tốt
- Bật CB nguồn chính cấp điện cho toàn bộ hệ thống
HMI hiển thị giao diện khởi động
- Đặt các công tắc chế độ:
Công tắc chọn chế độ (Manual / Auto) → chọn chế độ mong muốn
Các công tắc chức năng khác (Start, Stop, Reset, …) về trạng thái ban đầu (OFF)
- Kiểm tra màn hình HMI:
Không có cảnh báo hoặc báo lỗi
Các thông số ban đầu hiển thị đúng
- Chế độ Manual (bằng công tắc)
Gạt công tắc Start để chạy động cơ theo từng bước thủ công
Có thể điều khiển từng đầu ra (băng tải, mô-đun chấp hành…) trực tiếp qua công tắc tương ứng trên bảng điều khiển
Quan sát encoder phản hồi tốc độ về PLC qua HMI
Gạt công tắc Start → hệ thống tự động thực hiện trình tự đã lập trình
PLC điều khiển biến tần để vận hành động cơ theo tốc độ đặt trước
Encoder phản hồi tốc độ thực tế → PLC → so sánh với tốc độ đặt → điều chỉnh nếu cần
Đèn báo trạng thái và HMI hiển thị quá trình
Gạt công tắc Stop → hệ thống ngừng hoạt động nhưng vẫn giữ nguồn
Nhấn nút Emergency Stop (nếu có) → toàn bộ nguồn điều khiển bị ngắt
- Tắt toàn bộ hệ thống:
Sau khi dừng hoạt động, gạt các công tắc về OFF
Bảng lỗi và cách khắc phục
Bảng 6.3 Bảng lỗi và cách khắc phục
STT Lỗi Cách khắc phục
1 Lỗi PLC không sáng nguồn
- Kiểm tra CB nguồn và bật lại
- Đo điện áp nguồn cấp, đảm bảo đúng 24VDC
- Siết chặt lại các đầu nối dây
2 HMI không hiển thị - Kiểm tra và cấp lại nguồn cho
- Kiểm tra cáp kết nối và chân cắm
- Kiểm tra cấu hình COM/IP giữa HMI và PLC
3 Động cơ không chạy khi Start - Kiểm tra chương trình PLC và tín hiệu đầu ra
- Reset lỗi biến tần (theo hướng dẫn D720)
- Kiểm tra dây đấu biến tần và động cơ
