THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY CẮT SẢN PHẨM TẠI NHÀ MÁY TÔN HOA SEN

Đặc điểm và chức năng của CPM2AHình 1.1: Hình dạng bên ngoài của CPM2A - Các bộ điều khiển chương trình loại CPM2A kết hợp rất nhiều chức năng bao gồm: điều khiển xung đồng bộ, đầu vào n

CHƯƠNG I

DẪN NHẬP

Một đơn vị hay một cá nhân chuyên về lĩnh vực kỹ thuật, tự động hóa, nhất là trongcác dây chuyền sản xuất Để ấp dụng, đưa các thiết bị tự động hóa vào sử dụng thìđòi hỏi người kỹ thuật phải hiểu biết về nó, hiểu biết về tính năng cũng như kỹthuật áp dụng nó.

Chính điều đó nhóm thực hiện đã chọn đề tài “ thiết kế mô hình máy cắt sản phẩmtại nhà máy tôn Hoa Sen “ Và trong quá trình nghiên cứu để xây dựng,thiết kế môhình nhóm thực hiện cũng đã học hỏi, hiểu biết thêm về một số thiết bị tự động hóacủa hãng OMRON

Chính vì vậy hàng loạt các thiết bị điều khiển tự động sử dụng trong công nghiệpcủa các hãng sản xuất nổi tiếng như MITSUBISHI (Nhật), PANASONIC,SIEMEN (Đức), OMRON (Nhật)… đã ra đời

1.2 Mục đích nghiên cứu

 Tìm hiểu PLC CPM2A của công ty OMRON

 Tìm hiểu khái quát màn hình điều khiển NT21 của công ty

1.3 Giới hạn của đề tài

Do điều kiện và khả năng còn nhiều hạn chế nên trong đề tài:” Thiết kế mô hình máy cắt sản phẩm tại nhà máy tôn Hoa Sen” chỉ thực hiện một số nội dungsau:

 PLC CPM2A của OMRON

 Nghiên cứu về màn hình điều khiển NT21 của OMRON

 Biến tần 3G3MV của OMRON

 Thiết kế mô hình máy cắt sản phẩm tại nhà máy tôn Hoa Sen

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được thực hiện chủ yếu bằng phương pháp thu thập thông tin, tham khảo các nguồn tài liệu có liên quan

Dựa trên cơ sở lí thuyết đã tìm hiểu vận dụng xây dựng mô hình thực tế

Đồ án tốt nghiệp Trang 5

CHƯƠNG II

PLC CPM2A CỦA OMRON

2.1 Đặc điểm và chức năng của CPM2A

Hình 1.1: Hình dạng bên ngoài của CPM2A

- Các bộ điều khiển chương trình loại CPM2A kết hợp rất nhiều chức năng bao gồm: điều khiển xung đồng bộ, đầu vào ngắt, xung đầu ra, chỉnh analog và xung đồng hồ Ngoài ra, bộ điều khiển CPM2A còn là bộ điều khiển độc lập có khả năng xử lý các ứng dụng điều khiển của máy nên nó là bộ điều khiển lí tưởng cho các thiết bị

- CPM2A có khả năng kết nối thông tin với các máy tính cá nhân, với các PLC khác Khả năng kết nối này cho phép người sử dụng có thể thiết kế một hệ thống sản xuất phân tán và tiết kiệm chi phí

Đồ án tốt nghiệp Trang 7

Hình 1.2: Các bộ phận chính của CPU CPM2A

2.1.1 Các chức năng cơ bản

- Các hình thái của CPU : Bộ điều khiển lập trình CPM2A là một bộ điều khiển với 20, 30, 40, 60 đầu vào/ra Có 3 loại đầu ra ( Rơle, Transistor NPN, PNP) và

có 2 loại nguồn (100/240 VAC hoặc 24 VDC)

- Đầu vào/ra mở rộng: 3 module mở rộng có thể được nối thêm vào CPU để tăng

số đầu vào/ra của bộ điều khiển có thể lên tới 120 Có 3 loại mở rộng: loại 20 I/

O, loại 8 In và loại 8 Out Số tối đa 120 đầu vào/ra có thể là nhờ nối thêm 3 bộ

mở rộng 20 đầu vào/ra với CPU có 60 đầu vào/ra

- Các module đầu vào/ra Analog: Ta có thể kết nối tối đa 3 module vào/ra

Analog vào bộ điều khiển CPM2A để cung cấp các đầu vào và đầu ra Analog Mỗi bộ này có 2 đầu vào và 1 đầu ra Analog Như vậy ta có tối đa 6 đầu vào Analog và 3 đầu ra Analog bằng cách nối thêm với 3 bộ mở rộng vào ra

 Có thể đặt dải đầu vào Analog từ 0 đến 10 VDC, 1 đến 5 VDC hoặc 4 đến 20mA với độ phân giải 1/256 ( Chức năng phát hiện mạch hở có thể

Bộ CPU bao gồm 20, 30, 40 hoặc 60 đầu vào/ra và có thể thêm vào các module mở rộng để nâng lên tới 120 đầu vào/ra Các module analog vào/ra

và các module ComproBus/S cũng có.

Cổng RS-232C: cổng này có thể được

sử dụng cho các truyền tin Host Link, no-protocol, 1:1 PC Link, 1:1 NT Link.

Cổng ngoại vi: các thiết bị lập trình tương

thích với các module điều khiển khác của

Omron Cổng ngoại vi này còn có thể được

dùng cho Host Link hoặc các kết nối thông

tin không giao thức( Protocol).

 Có thể đặt đầu ra tương tự từ 0 đến 10 VDC, -10 đến 10 VDC hoặc 4 đến

20 mA với độ phân giải 1/256

- Bộ kết nối đầu vào/ra CompoBus/S: bộ kết nối đầu vào/ra CompoBus/S có thể được nối với CPM2A để biến bộ điều khiển chương trình này thành một thiết bịSlave trong hệ thống CompoBus/S Bộ kết nối đầu vào/ra này có 8 bit đầu vào

và 8 bit đầu ra

Hình 1.3: Bộ kết nối đầu vào/ra CompoBus/S

- Dùng chung các bộ lập trình: Các thiết bị lập trình như bàn phím, phần mềm hỗ trợ có thể dung được cho các bộ điều khiển chương trình C200H, C200HS, C200HX/HG/ HE, CQM1, CPM1, CPM1A, CPM2C và RSM1( -V2) bởi vậy các công cụ lập trình bằng ngôn ngữ bậc thang hiện có được sử dụng một cách hiệu quả

2.1.2 Khả năng điều khiển động cơ có sẵn

 Điều khiển xung đồng bộ ( Đầu ra transistor): điều khiển xung đầu ra cho phép

dễ dàng làm cho hoạt động của các bộ phận ngoại vi của các thiết bị chính đượcđồng bộ Tần số xung đầu ra có thể được điều khiển như bội số tần số xung đầu vào, cho phép các thiết bị ngoại vi của máy( Ví dụ như băng tải) sẽ giống với

CompoBus/S Distributed CPU

CompoBus/s Master Unit hoặc SRM1 CompoBus/S Master control

CompoBus I/O Link Master PC

CPM2A

Đồ án tốt nghiệp Trang 9

Hình 1.4: kết nối PLC với các thiết bị

 Ngắt và bộ đếm tốc độ cao: CPM2A có 5 ngõ vào đếm tốc độ cao Mỗi ngõ vàođếm tốc độ cao có đáp ứng tần số 20 KHz/ 5KHz và 4 đầu vào ngắt có tần số đáp ứng 2 KHz

Bộ đếm tốc độ cao được sử dụng ở 1 trong 4 chế độ ngõ vào sau đây:

- Chế độ lệch pha ( 5KHz)

- Chế độ xung với ngõ vào xác định chiều ( 20KHz)

- Chế độ xung lên xuống (20KHz)

- Chế độ đếm tăng (20KHz)

Các ngắt có thể được khởi động khi bộ đếm đạt giá trị đặt hoặc giảm trong

một khoảng nhất định

Các ngõ vào ngắt ở chế độ Counter có thể được sử dụng để tăng hay giảm tốc

độ bộ đếm ( 2KHz) và khi thiết bị đếm đạt đến giá trị cần thiết thì bắt đầu thựchiện ngắt theo chương trình ngắt

2.1.3 Ngõ vào ngắt tốc độ cao để điều khiển máy

 Chức năng ngõ vào ngắt tốc độ cao: có 4 đầu vào được sử dụng cho ngõ vào ngắt tốc độ cao( Đây là 4 ngõ vào dung chung với các ngõ vào phản hồi nhanh

và các ngõ vào ngắt ở chế độ Counter), độ rộng của tín hiệu ngõ vào tối thiểu là50µs và thời gian phản hồi là 0,3 ms Khi một ngõ vào ngắt bật lên ON chương trinh chính sẽ dừng và chương trình ngắt sẽ hoạt động

 Chức năng ngõ vào phản hồi nhanh: Có 4 ngõ vào được sử dụng cho các ngõ vào phản hồi nhanh ( Chung với ngõ vào ngắt tốc độ cao và các ngõ vào ngắt ở chế độ Counter) có thể đọc được tín hiệu ngõ vào với độ rộng tín hiệu ngắn khoảng 50µs

Đồ án tốt nghiệp Trang 10

 Chức năng lọc ngõ vào: Tất cả các ngõ vào có tần số thời gian đặt ở 1ms, 2ms, 3ms, 5, 10, 20, 40 hoặc 80ms Các tác động nhiễu bên trong máy hay bên ngoài

có thể giảm bớt bằng cách tăng thời gian hằng số ngõ vào

2.1.4 Chức năng truyền tin

Khả năng kết nối đầy đủ: Host Link là mối liên kết chủ-tớ kết nối Host Link

có thể thực hiện thông qua cổng RS-232C hoặc cổng ngoại vi Ta có thể nối một máy tính cá nhân hoặc một màn hình điều khiển vào PLC dưới dạng kết nối Host Link để đọc hay viết số liệu vào trong bộ nhớ hoặc hay đổi chế độ hoạt động của bộ PLC

Hình 1.5: Kết nối PLC với cổng RS-232C/ RS-422A

Truyền tin đơn giản không giao thức ( No – Protocol): Đây là kiểu liên lạc

đơn giản giữa PC và thiết bị kiểm soát khác như máy in, bộ mã hóa… Dùng để trao đổi, chuyển đổi dữ liệu từ PC đến các thiết bị ngoại vi thông qua các cổng giao tiếp RS-232C hoặc cổng các thiết bị ngoại vi Kiểu liên lạc này được biểu diễn như sau:

1: N Host Link communication

B500-AI.004 Link Adapter

Nạp dữ liệu từ máy đọc mã vạch Truyền dữ liệu với máy in nối tiếp

Đồ án tốt nghiệp Trang 11

Hình 1.6: Các thiết bị kết nối

Truyền tin với màn hình tốc độ cao: Khi nối tiếp 1:1 với màn hình, một màn

hình điều khiển được nối trực tiếp với bộ PLC CPM2A Màn hình điều khiển này phải được nối với cổng RS-232C và không được nối với cổng ngoại vi

Hình 1.7: Kết nối giữa PLC và màn hình NT

Kết nối 1:1: Một bộ CPM2A có thể nối trực tiếp với một bộ CPM2A khác

hoặc các bộ điều khiển chương trình khác như CQM1, CPM1, CPM1A, CPM2C, RSM1(-V2), C200HS, C200HX/HE/HG Việc kết nối các PLC này phải được nối qua cổng RS-232C, với kiểu kết nối này cho phép liên kết dữ liệu một cách tự động, không được kết nối 1:1 qua cổng ngoại vi trong đó một PLC đóng vai trò chính và một PLC phụ trong việc thiết lập các chế độ hoạt động của hệ thống

CPM2A (kết nối qua cổng RS-232)

2.1.5. Khái quát các chức năng của CPM2A

Chức năng chính Mô tả chi tiết

1 đầu vào Giá trị đặt : 0,5 tới 319.968 ms

Độ chính xác : 0,1 ms

Scheduled interruptsOne-shot interrupts

Chế độ đếm tăng Incremental mode ( 20 kHz)

Không có ngắtCount-check interruptNgắt được phát sinh khi giá trị đếm bằng với giá trị đặt hoặc khi nằm trong 1 khoảngđặt trước

Các đầu vào ngắt ( counter mode)

4 đầu vào, xem Ghi chú 1Đếm tăng ( 2kHz) Đếm giảm ( 2 kHz)

Không có ngắtCount-up interrupt

Đầu ra xung 2 đầu ra :

Đầu ra xung 1 pha không gia tốc/ giảm tốc

( Xem Ghi chú 3) 10Hz đến 10 kHz

2 đầu ra :Đầu ra xung có độ rộng thay đổi ( Xem Ghi chú 3)

0,1 đến 999,9 Hz, tỷ lệ độ rộng 0 đến 100%

1 đầu ra:

Đầu vào đáp ứng

nhanh

4 đầu vào (xem Ghi chú 1)

Độ rộng tín hiệu đầu vào tối thiểu là 50 µsĐiều khiển 2 đầu ( dải đặt : 0 đến 200 BCD )

Ghi chú:

1.Bốn đầu vào này chung với đầu vào ngắt, đầu vào ngắt dạng counter vàđầu vào đáp ứng nhanh, nhưng mỗi đầu vào chỉ có thể được sử dụng với mộtmục đích

2.Đầu vào này chung với chức năng couter tốc độ nhanh hoặc điều khiểnxung đồng bộ

3.Đầu ra này Chung với chức năng đầu ra xung hoặc chức năng điềukhiển xung đồng bộ Các chức năng đó chỉ được dùng với các đầu ratransistor

2.2 Cấu hình cơ bản của bộ CPU CPM2A

Họ CPM2A có rất nhiều loại, có thể tóm tắt trong bảng sau:

20 đầu vào/ra

(12 đầu vào và 8

đầu ra

100 tới 240VAC

Expansion I/O connecting

Loại 20 đầu vào/

ra

Loại 8 đầu vào

Loại 8 đầu

2.3 Cấu trúc của PLC CPM2A

Bộ CPU 20 hoặc 30 đầu vào ra:

Hình 1.13: Mô tả chi tiết các bộ phận của bộ PLC CPM2A

Trong đó:

1 Các dây nối nguồn đầu vào:

Nối điện nguồn vào cho các đầu nối dây này, tùy theo loại CPU mà ta dùng

nguồn AC từ 100V-240V hoặc nguồn DC 24V

2 Dây nối đất chức năng:

Nối đàu dây này xuống đất làm tăng khả năng chống nhiễu và làm giảm

nguy cơ gây điện giật

3 Dây nối đất bảo vệ:

Đầu dây này được nối xuống đất làm giảm nguy cơ điện giật

4 Nối điện nguồn bên

ngoài ( Chỉ cấp nguồn 6 Các đầu nối ngõ ra

9 Các đèn hiển thị ngõ ra( 10 CH chỉ có ở CPU 20 ngõ vào/ ra)

13 Công tắc chọn chế độ truyền tin

15 Nắp của bộ kếtnối mở rộng

12 cổng RS-232C

8 Các hiển thị đầu vào (0CH chỉ có ở bộ CPU 20 đầu )

3 Đầu nối đất

5 Các đầu nối ngõ vào

Đồ án tốt nghiệp Trang 17Các bộ điều khiển CPM2A được hỗ trợ các các dây điện nguồn 24VDC để cấp điện áp cho các thiết bị đầu vào ( chỉ dùng với loại CPU dùng nguồn AC ).

5 Các dây nối ngõ vào: Nối các thiết bị đầu vào với bộ CPU

6 Các dây nối ngõ ra: để liên kết CPU với các thiết bị ngõ ra

7 Các đèn báo chế độ làm việc của CPU: các đèn báo này cho chúng ta biết chế độ làm việc hiện hành của PLC

Các đèn hiển thị Chế độ ý nghĩa

OFF PLC chưa được cấp điệnRUN

( màu xanh)

ON PLC được chạy ở chế độ MONITOR hoặc OFF PLC đang chạy ở chế độ PROGRAM hoặc

có lỗi gây dừngCOMM

( màu vàng )

Đèn sáng Đang truyền dữ liệu qua cổng ngoạI vi hoặc

cổng RS-232COFF Không truyền dữ liệu qua cổng ngoạI vi

hoặc cổng RS-232CERR/

OFF PLC hoạt động bình thường

8 Các đèn báo trạng thái ngõ vào:

Khi một trong các ngõ vào ở trạng thái ON thì đèn báo tương ứng sẽ

sáng Các đèn hiển thị sẽ sáng trong suốt quá trình nạp điện lại cho đầu vào/ ra

Lỗi CPU, I/O bus hoặc có quá

nhiều module

Tắt

Lỗi bộ nhớ hoặc lỗi FALS ( lỗi Đèn hiển thị đầu vào sẽ thay đổi theo các

9 Các đèn báo trạng thái ngõ ra:

Đèn báo trạng thái ngõ ra sẽ sáng nếu các dây nối ngõ ra tương ứng ở trạng thái ON Các đèn này sẽ luôn sáng trong suốt quá trình cập nhật đầuvào/ra Khi ta dùng các đầu ra xung, đèn hiển thị sẽ sáng liên tục khi PLCđang cho ra các xung

10 Điều khiển Analog:

Ta xoay các chiết áp analog đIều khiển này để thay đổi các analog setting (

0 tới 200 ), lưu giữ vào vùng nhớ IR250 và IR251

13 Công tắc truyền tin:

Công tắc này cho phép ta chọn chế độ truyền tin qua cổng ngoại vi hoặc cổng 232C

RS-OFF Cổng ngoại vi và cổng RS-232C hoạt động theo các setting

truyền tin trong PC Setup, ngoại trừ trường hợp bàn phím lập trình được nối với cổng ngoại vi

Đồ án tốt nghiệp Trang 19Chế độ đặt của phím này không có ảnh hưởng tới các truyền tin với bàn phím

lập trình đang được nối với cổng ngoại vi Nó chỉ có ảnh hưởng tới cổng RS-232C

14 Pin : Pin này lưu lại bộ nhớ trong CPU và nó được nối sẵn khi bán bộ CPU

15 Bộ nối mở rộng: Bộ phận này nối CPU với một bộ mở rổng ( bộ mở rông đầu vào/ra, bộ đầu vào/ra analog hoặc bộ kết nối đầu vào/ra CompoBus/S ) Ta có thể nối vào CPU tối đa 3 bộ mở rộng

2.4 Đặc tính kỹ thuật của CPM2A

20 đầu I/O

Bộ CPU 30 đầu I/O

Bộ CPU 40 đầu I/O

Bộ CPU 60 đầu I/O

Điện áp nguồn Điện AC 100 đến 240 VAC, 50/60 Hz

Dải điện áp

hoạt động

Điện AC 85 đến 264 VACĐiện DC 20,4 đến 26,4 VDCCông suất tiêu

thụ điện

Điện AC Tối đa 60 VAĐiện DC Tối đa 20 WDòng xung Điện AC Tối đa 60 A

Điện DC Tối đa 20 ANguồn cấp

bên ngoài

( điện AC)

Điện áp nguồn

24 VDC

Công suất đầu ra

300 mA : Chỉ dùng cho các thiết bị đầu ra Không dùng được để điều khiển đầu ra

( Khi nguồn cấp bên ngoài gây quá dòng hoặc ngắn mạch,điện áp nguồn bên ngoài sẽ tụt xuống và PLC sẽ ngừng hoạt động )

Trở kháng cách điện Tối thiểu 20 MΩ ( tại 500 VDC ) giữa các đầu nối AC

bên ngoài và các đầu nối tiếp đất

Cường độ điện môi 2300 VAC 50/60 Hz cho 1 phút với dòng dò tối đa 10

mA giữa các đầu nối AC bên ngoài và đầu nối tiếp đất Miễn nhiễu Tuân theo chuẩn IEC6100-4-4; 2KV (các đường dây

điện)Khả năng chịu rung 10 đến 57 Hz, biên độ 0.075-mm , 57 tới 150 Hz, gia tốc

9.8 m/s2 ở các hướng X,Y,Z cho 80 phút mỗi hướng

Nhiệt độ môi trường Hoạt động : 0 tới 55oC

Cất giữ : -20 tới 75oC

Thời gian ngắt điện Nguồn AC : Tối thiểu 10 ms

Nguồn DC: Tối thiểu 2 ms( Nguồn sẽ ngắt nếu điện sụt dưới 85% điện áp định mức lâu hơn thời gian ngắt điện)

Trọng lượng

CPU Điện ACĐiện DC Tối đa 650 gTối đa 550 Tối đa 700 g Tối đa 800 g Tối đa 1000 g

g Tối đa 600 g Tối đa 700 g Tối đa 900 gTrọng lượng module I/O mở

rộng

Module với 20 đầu I/O: Tối đa 300 gModule với 8 đầu ra: Tối đa 250 gModule kết nối đầu vào: Tối đa 200 gTrọng lượng module mở rộng Module I/O Analog: Tối đa 150 g

Module cảm biến nhiệt độ: Tối đa

250 g Module kết nối I/O CompoBus: Tối

2.5 Các chế độ hoạt động của CPM2A

CPU của bộ điều khiển lập trình CPM2A có 3 chế độ hoạt động : PROGRAM,

MONITOR và RUN

 Chế độ PROGRAM: Chương trình không thể được thực hiện ở chế độ

PROGRAM Chế độ này được dùng để thực hiện các các bước chuẩn bị cho

việc thưc hiện chương trình như sau:

- Thay đổi các thông số ban đầu / thông số hoạt động như các thông

số trong PC setup

- Viết, nạp hoặc kiểm tra chương trình

- Kiểm tra việc đấu dây bằng force-setting và force-resetting các bit vào/ ra

 Chế độ MONITOR: Quá trình thực hiện chương trình được thực hiện tại chế

độ này và các hoạt động có thể được thực hiện nhờ các công cụ lập trình Nhìn

Đồ án tốt nghiệp Trang 21

- Giám sát bộ nhớ vào/ra trong quá trình hoạt động

- Force-setting/ Force-resetting các bit vào/ra, thay đổi giá trị đặt và thay đổi các giá trị hiện tại trong suốt quá trình hoạt động

 Chế độ RUN: Chương trình được chạy với tốc độ bình thường ở chế độ này.

Ta không thể tiến hành các bước hoạt động như Online editing, force-setting/ force- reseting các bit vào/ra, thay đổi giá trị đặt hay các giá trị hiện tại nhưng vẫn có thể theo dõi được tình trạng của các bit vào/ra

2.5.1 Các chế độ hoạt động khi khởi động

Khi có điện vào, chế độ hoạt động của bộ điều khiển chương trình CPM2A phụ thuộc vào các PC setup setting và các trạng thái của khoá trên bàn phím lập trình nếu như bàn phím lập trình được nối với CPM2A

PC Setup setting Nối bàn phím lập

trình

Không nối bàn phím lập

DM6600 08 đến

15 00 Chế độ khởi động được xác định Chế độ khởi động là chếđộ

01 Chế độ khởi động giống như chế độ hoạt động trước

khi ngắt điện

02 Chế độ khởi động được xác định bởi các bit 00 tới 07

00 đến 07

Ghi

chú : Xác lập mặc định là 00 Với xác lập này, chế độ khởi động được

thể hiện bởi Programming Console's mode switch setting nếu bàn phím lập trình được nối với cổng ngoại vi Nếu ta không nối bàn phím lập trình vào thì PLC sẽ tự

động vào chế độ RUN.

2.5.2 Hoạt động của bộ điều khiển chương trình khi khởi động

 Thời gian cần thiết để thiết lập trạng thái ban đầu: Thời gian cần thiết cho quá trinh khởi động ban đầu phụ thuộc vào một số yếu tố như điều kiện hoạt

 Nguồn cấp tối thiểu: Bộ điều khiển chương trình sẽ ngưng hoạt động và sẽ tắt nếu nguồn cấp đạt dưới 85% giá trị định mức.

 Ngắt nguồn tạm thời: CPU sẽ tiếp tục hoạt động nếu thời gian ngắt điện kéo dài dưới 10 ms cho điện AC hoặc 2 ms cho điện DC

Khi phát hiện ngắt điện, CPU sẽ ngừng hoạt động và tất cả các đầu ra sẽ tắt

 Tự động đặt lại: CPU sẽ tự động hoạt động lại khi điện áp nguồn đạt mức trên 85% giá trị định mức

 Biểu đồ thời gian khi tắt điện: Thời gian phát hiện tắt điện là thời gian cần thiết để phát hiện ra điện bị ngắt sau khi điện áp tụt xuống dưới 85% giá trị định mức Thời gian ngắt điện ngắn hơn 10 ms ( đối với điện AC ) hoặc 2 ms (đối với điện DC ) thì sẽ không bị phát hiện

Chú ý: điện áp dao động lên xuống ở mức 85% điện áp định mức của bộ điều khiển chương trình thì lúc này bộ điều khiển sẽ liên tục tắt , bật và sẽ gây nên sự

cố đối với hệ thống được điều khiển Trong trường hợp này, bạn hãy đặt một mạch điện bảo vệ để tắt nguồn cấp điện cho các thiết bị nhạy cảm cho tới khi nguồn cấp điện quay trở về đạt mức đã định

2.5.3 Hoạt động cơ bản của CPU

Quá trình xử lý khởi tạo sẽ được thực hiện khi bật điện lên Nếu không có cáclỗi khởi tạo thì quá trình giám sát, thực hiện chương trình, cập nhật đầu vào/ra và việc phục vụ cổng truyền tin sẽ được thực hiện lặp đi lặp lại

 Khởi động ban đầu:

- Kiểm tra phần cứng

- Kiểm tra bộ nhớ

- Đọc dữ liệu từ bộ nhớ Flash

 Quá trình giám sát:

- Kiểm tra lỗi pin

- Đặt lại thời gian kiểm tra chu kỳ

Đồ án tốt nghiệp Trang 23

- Đợi chu kỳ thời gian tối thiểu nếu thời gian chu kỳ tối thiểu được đặt trong PC Setup (DM 6619)

- Tính thời gian chu kỳ

 Cập nhật đầu vào/ ra:

- Đọc dữ liệu đầu vào từ các bít đầu vào

- Viết các dữ liệu đầu ra tới các bit đầu ra

 Thực hiện quá trình truyền tin qua cổng RS-232C ( Có thể được thayđổi trong DM 6616)

 Thực hiện quá trình truyền tin qua cổng ngoại vi ( Có thể được thay đổi trong DM 6617)

Ta có thể đọc được thời gian của chu kỳ này qua thiết bị lập trình

AR 14 lưu thời gian của chu kỳ ngắn nhất và AR 15 gồm thời gian của chu kỳ hiện tạitheo đơn vị 0.1 ms Chu kỳ thời gian này thay đổi một chút phụ thuộc vào quá trình

xử lý đang được thực hiện trong mỗi chu kỳ, bởi vậy chu kỳ thời gian dự tính sẽ không luôn bằng chu kỳ thời gian thực

Vùng

ngõ ra

IR010-IR019( 10 word)

IR01000-IR01915(160 bit)Vùng

làm việc IR020-IR049 và IR200-IR227

( 58 word)

IR02000-IR04915

và IR22715(928 bit)

IR20000-Các bit word

có thể tự do trong chương trình

Vùng SR

SR228-SR255( 28 word)

SR22800-SR25515(448 bit)

Các bit này phục

vụ cho các chức năng cụ thể như các cờ và các bit điều khiển

TR0-TR7

Những bit này được dùng để lưu

chương trình.

Vùng HR HR00-HR19(20 word) HR0000-HR1915( 320 bit) Các bit này lưu trữdữ liệu và giữ

trạng thái ON/OFFkhi nguồn bị tắt.Vùng AR

AR00-AR23(23 word)

AR0000-AR2315( 384 bit)

Các bit này phục

vụ cho các chức năng cụ thể như: các cờ, các bit điềukhiển

Vùng LR

LR00-LR15(16 Word)

LR0000-LR1515( 256 bit)

Dùng cho liên kết

dữ liệu 1:1 với PC khác

Dữ liệu vùng DM

có thể truy cập trong các đơn vị word Các giá trị word được giữ khinguồn được tắt

Vùng

DM

Eror log

DM2000-DM2021(22 word)

Dùng lưu trữ thời gian xảy ra và mã

số của lỗi đó Những word này

có thể được dùng như DM Read/ Write khi chức năng Error log không được dùng.Read only DM6144-DM6599

( 456 word)

Không thể viết trực tiếp từ chương trình.Set up

PC DM6600-DM6655( 56 word) Dùng để lưu trữ các thông số khác

nhau để điều khiển, vận hành PC

Đồ án tốt nghiệp Trang 25

2.7 Lập trình cho PLC CPM2A bằng phần mềm CX- Programmer

2.7.1 Giới thiệu về phần mềm CX-Programmer

CX- Programmer là một phần mềm của công ty Omron, nó có hầu hết các

tính năng của các phần mềm đi trước nhưng được nâng lên một tầm cao hơn về

những tính năng, về mức độ tiện dụng

Lập trình cấu trúc: Chương trình sơ đồ bậc thang dài có thể phân thành có

thể phân thành các chương trình nhỏ hơn gọi là Task và được điều khiển bằng

Memory Card, vì vậy một dự án lớn có thể có nhiều người cùng tham gia xây

dạng Ladder và Statement List và ngược lại

Có thể trong cùng một thời gian mà theo dõi được nhiều đoạn chương trình khác nhau (Multi View)

2.7.2 Cài đặt phần mềm CX-Programmer vào máy tính

 Cài đặt phần mềm CX-Programmer vào máy tính:

Sau khi bỏ đĩa CD vào ổ đĩa CD-ROM đĩa tự động chạy và hiện hộp thoại

Choose Setup Language xuất hiện:

Sau khi chọn xong ngôn ngữ, Click OK hộp thoại InstallShield Wizard

xuất hiện:

Để tiếp tục việc cài đặt Click Next xuất hiện thông báo về bản quyền của phần mềm:

Trong thông báo về bản quyền này ta chọn Accept sau đó Click Next để tiếp tục Khi đó xuất hiện hộp thoại User and Licence Information ( Thông tin về người sử

dụng và mã đăng kí):

Đồ án tốt nghiệp Trang 27

Trong hộp thoại này ta nhập đầy đủ thông tin vào ô User, Company và nhập số đăng

kí của CD vào ô Licence Sau khi nhập xong click Next để tiếp tục nếu nhập thông tin đúng thì hộp thoại Choose Destination Location xuất hiện:

Nếu đồng ý vị trí cài đặt như đã mặc định sẵn thì ta click vào nút Next để tiếp tục Khi đó hộp thoại Setup Type xuất hiện:

Trong hộp thoại này ta chọn kiểu muốn cài đặt sau đó click Next để tiếp tục, xuất

hiện hộp thoại bên dưới:

Để tiếp tục việc cài đặt click Next, hộp thoại Select Program Folder xuất hiện:

Đồ án tốt nghiệp Trang 29

Để tiếp tục click Next Khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại Ready to Install the Program:

Để bắt đầu quá trình cài đặt click Install Khi đó xuất hiện hộp thoại:

Để tiếp tục click Next

Để tiếp tục click Finish Có thông báo cho ta biết quá trình cài đặt đã hoàn thành:

Click Finish để kết thúc quá trình cài đặt.

2.7.3 Lập trình với phần mềm CX-Programer

2.7.3.1 Khởi động chương trình CX-Programmer

Ta có thể khởi động chương trình CX-Programmer bằng 2 cách:

Cách 1: Từ màn hình Double-click vào biểu tượng của phần mềm.

Cách 2: Vào Start Menu> Programs> OMRON> Programmer>

CX-Programmer.

Giao diện của phần mềm CX-Programmer xuất hiện:

Đồ án tốt nghiệp Trang 31

Muốn tạo một Project mới ta vào menu File> New Khi đó trên màn hình xuất hiện

hộp thoại:

Trong hộp thoại này yêu cầu chúng ta thực hiện:

Device Name ( Tên thiết bị): Xác định PLC mà ta muốn lập trình cho nó.

Device Type (Loại thiết bị): Xác định chủng loại PLC mà chúng ta sử dụng Network Type ( Loại mạng): Xác định loại mạng kết nối với PLC

Comment ( Chú thích): Ở vùng này ta có thể ghi lời chú thích cần thiết cho

chương trình mới

Sau khi thực hiện xong các bước trên thì màn hình soạn thảo chương trình mới xuất hiện như sau:

Ta có thể bắt đầu soạn thảo chương trình trên màn hình này

2.7.3.2 Kiểm tra và biên dịch chương trình

Để biên dịch chương trình ta click vào biểu tượng Compile PLC-Program Kết quả biên dịch được hiển thị trong tab Compile của cửa sổ Output.

Đồ án tốt nghiệp Trang 33

Chọn Word Online để kết nối với PLC, sử dụng các nút trên thanh công cụ để

thay đổi chế độ chạy của PLC

Khi đó xuất hiện hộp thoại thông báo kết nối tới PLC, nếu tiếp tục thì chọn Yes.

Tiếp theo xóa chương trình cũ và Download chương trình mới: Click vào menu

PLC> Tranfer> To PLC:

CHƯƠNG III

NGHIÊN CỨU VỀ MÀN HÌNH ĐIỀU KHIỂN

NT21 – OMRON

Đồ án tốt nghiệp Trang 35

3.1 Giới thiệu chung

Màn hình điều khiển NT21 của Omron là một trong những bộ giao diện với người vận hành ( Operator Interface Terminal-OIT hoặc Programmable Terminal-PT), làm cầu nối giữa bộ điều khiển với người vận hành, giúp người vận hành có được những thông tin từ thiết bị điều khiển và quá trình công nghệ một cách trực quan, đồngthời cung cấp các phương tiện thay đổi cách hoạt động hay can thiệp vào hệ thống dễ dàng hơn

NT21 là bộ giao diện rất đơn giản và tiết kiệm chi phí dùng màn hình LCD có chiếu sáng nền Tuy là sản phẩm của Omron nhưng NT21 có kết nối với các loại PLC của các hãng khác như Siemens, GE Fanuc, A-B, Mitsubishi…

Bộ nhớ của NT21 lớn tới 512KB, cho phép lưu tới 3999 trang màn hình

Mỗi màn hình cho phép hiển thị các thong tin tĩnh như văn bản thông

thường( Text) hay văn bản động, dữ liệu động

Màn hình NT21 có nhiều tính năng tiện ích: Chức năng bộ điều khiển lập trình cầm tay ( Programming Console), chức năng đầu vào máy đọc mã vạch, chức năng tính toán số học ( Có thể lưu 256 phép toán) do vậy dữ liệu có thể được xử lý ngay trên

PT trước khi đưa vào PLC và những kết quả có thể được ghi vào bảng bộ nhớ chữ số,

hỗ trợ chức năng Recipe, chức năng phục hồi, chức năng bảo vệ màn hình, những lời chú thích vào/ra trong bảng vào/ra của CX-Programmer có thể được sử dụng trực tiếp

3.2 Vai trò và chức năng của màn hình điều khiển NT21

3.2.1 Vai trò

Màn hình NT21 là màn hình giao diện với người vận hành một cách tinh vi, nó

có thể hiển thị các thông tin và các hoạt động khi ta truy cập một cách ngẫu nhiên:

 Hoạt động của NT21 được đặt ở nơi sản xuất: Màn hình hiển thị những thông tin thời gian thực của hệ thống và những trạng thái hoạt động của trang thiết bị,

nó có thể hiển thị bằng biểu đồ sản xuất làm ta có thể dễ hiểu hơn

 Thiết đặt những phím cảm ứng trên màn hình điều khiển NT21 cho phép người

3.2.2 Chức năng

3.2.2.1 Những chức năng liên quan tới hiển thị dữ liệu

- Hiển thị ký tự: Nhiều ký tự kích cỡ khác nhau có thể được hiển thị, những ký tự

có thể được lóe sáng và được hiển thị trong video ngược

- Hiển thị đồ họa: Hình gấp khúc, hình ngôi sao, hình cung tròn, hình tròn, hình quạt, hình chữ nhật

- Hiển thị dữ liệu bộ nhớ: Những nội dung trong bảng ghi bộ nhớ chữ số có thể được hiển thị Những nội dung có thể được thay đổi từ máy chủ

- Hiển thị đèn: Những cái đèn có thể được mở và được lóe sáng dưới sự điều khiển của máy chủ ( máy tính hoặc PLC), nó cũng có thể hiển thị ở trạng thái ON/OFF

- Hiển thị lịch sử danh sách báo động: Những thông báo cảnh báo tự động được hiển thị ở một danh sách trong sự trả lời tới trạng thái một bit PLC Thời gian

và số lần thông báo xuất hiện cũng có thể được hiển thị

3.2.2.2 Chức năng liên quan đến dữ liệu ngõ vào

- Nhập vào bằng những phím cảm ứng ( Touch Switch): Dữ liệu được nhập vào bằng cách chạm vào những phím cảm ứng hiển thị trên màn hình Những chức năng của phím cảm ứng bao gồm dữ liệu tới PLC và thay đổi trạng thái trang màn hình hiển thị

- Những ngõ vào có thể được cho phép và không được cho phép khi những bit bên trong đã được chỉ định

- Chức năng pop-up window: Một cửa sổ hiện thời được hiển thị màn hình có thểthay đổi đóng mở bằng cách nhấn phím cảm ứng ( Touch Switch)

Thêm vào ký tự hiển thị số cố định và hiển thị đồ họa, những phím điều

khiển và những phím cố định được tạo ra như là những Touch Switch cũng

có thể được đặt vào cửa sổ Có tối đa 3 cửa có thể hiển thị cùng một lúc

- Chức năng hiển thị chữ số và chuỗi ký tự có thể được gán cho những phím cảm ứng để giá trị chữ số và chuỗi ký tự có thể được nhập vào Dữ liệu đầu vào

Đồ án tốt nghiệp Trang 37

- Chức năng công thức: Những Word chung của dữ liệu chữ số có thể được sửa đổi ở bộ giao diện điều khiển ( PT) và được ghi hoặc đọc từ máy chủ trong một thao tác

- Đầu vào từ một máy đọc mã vạch: Dữ liệu với một máy đọc mã vạch có thể được nhập vào đến trường nhập một chuỗi ký tự

3.2.2.3 Những chức năng liên quan tới sự truyền tin

PT có thể giao tiếp với máy chủ bằng bốn phương pháp sau: Host Link,

NT Link(1:1), NT Link (1:N) và Memory Link Dữ liệu có thể được đọc từmáy chủ, từ phím cảm ứng và những thiết đặt chữ số, chuỗi ký tự có thểgửi từ máy chủ Nó có thể kết nối đến những phần mềm và PLC của hãngkhác

3.2.2.4 Những chức năng liên quan đến hệ thống

- Menu hệ thống: Thiết đặt hệ thống và bảo trì hệ thống có thể được xác định bằng sự lựa chọn từ Menu hệ thống được hiển thị trên màn hình

Tạo dữ liệu màn hình: Dữ liệu màn hình được tạo nhờ công cụ hỗ trợ ở

máy tính có thể được truyền và lưu trữ bên trong bộ nhớ dữ liệu màn hình

- Chức năng phục hồi: Trạng thái và nội dung bảng ghi nội dung bộ nhớ màn hình NT21 ngay lập tức trước khi hoạt động của nó bị dừng có thể được lưu trữ trong khi những hoạt động được dừng hoặc trong khi nguồn bị tắt, và sau đó được hiển thị trên màn hình lại lần nữa khi hoạt động được khởi động lại

- Chức năng bảo vệ màn hình

- Chức năng đồng hồ: Thời gian có thể được hiển thị phù hợp với đồng hồ ở bên ngoài

- Chức năng Progamming Console

- Chức năng cài đặt chương trình hệ thống

- Chức năng lịch sử hiển thị màn hình, lịch sử báo động

- Chức năng toán học: Sự tính toán được thực hiện trong suốt quá trình hoạt độngcủa PT khi bảng ghi toán học đã được đặt ở dữ liệu màn hình

3.2.2.5 Chức năng hiển thị

 Những phím cảm ứng( Touch Switch): Những phím cảm ứng này có thể được tạo ra ở bất kì trang màn hình nào Nhấn một phím cảm ứng trên màn hình nơi

mà một phím cảm ứng đã được đặt có thể có những ảnh hưởng sau:

 Sự thông báo tới một bit PLC

 Chuyển trang màn hình được hiển thị

 Nhập giá trị chữ số hoặc chuỗi ký tự

 trị chữ số được lưu trữ trong bảng ghi bộ nhớ chữ soosdduowjc hiển thị Những chữ số này có thể được thay đổi bằng cách thay đổi dữ liệu được lưu trữ trong Sao chép giá trị chữ số hoặc chuỗi ký tự

 Chuyển tới giá trị chữ số khác hoặc chuỗi ký tự trong trường ngõ vào

 Mở/ đóng một cửa sổ

 Di chuyển một cửa sổ

Những Touch Switch này có thể được làm sáng hoặc lóe sáng cho phù hợp với trạng thái của một bít của PLC trong cùng cách đó cũng như những cái đèn Tám loại hiển thị có thể dùng cho Touch Switch bao gồm: chuẩn, bong đỗ, không gian

3 chiều, không hiển thị khung, hình chữ nhật, hình nhiều cạnh, hình quạt

 Hiển thị dạng chữ số: Giá bảng ghi bộ nhớ chữ số những giá trị Hexa cũng có thể được hiển thị Khi những giá trị thập phân được hiển thị phần nguyên và phần phân số của giá trị được hiển thị có thể được định rõ trước

 Hiển thị dạng chuỗi: những chuỗi ký tự được lưu trữ trong bảng ghi bộ nhớ chuỗi kí tự được hiển thị Chuỗi ký tự được hiển thị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi dữ liệu được lưu trữ trong bảng ghi bộ nhớ chuỗi ký tự

 Những chuyển mạch Thumbwheel: giá trị chữ số có thể được nhập vào bằng cách tăng hoặc giảm mỗi số với phím cảm ứng tương ứng(+/_ ) Những giá trị chữ số nhập vào cũng có thể được lưu trữ trong một bảng ghi bộ nhớ chữ số và được thông báo đến máy chủ

 Bộ giao diện PT được điều khiển từ PLC: Những chức năng của bộ giao diện điều khiển có thể điều khiển từ PLC.

 Sự thông báo từ PT đến PLC: Dữ liệu trong PT được gởi đến PLC khi ta dùng Touch Switch hoặc những phím khác thì PLC có những tác động sau:

 Trạng thái PT, số trang màn hình của màn hình hiện thời được hiển thị

 Trạng thái của những Touch Switch ngõ vào với chức năng thiết đặt chuỗi số/ chuỗi ký tự dùng những Touch Switvh hoặc máy đọc mã vạch

 Thay đổi trong bảng ghi bộ nhớ sau khi sao chép giữa những bảng ghi bộnhớ

 Những kết quả số của sự tính toán từ chức năng toán học

 Đầu vào chữ số Thumbwheel

 Vùng điều khiển trạng thái PT ( PLC đến PT và ngược lại): Vùng này được sử dụng để điều khiển trạng thái PT, khi dữ liệu được viết tới vùng này trong PLC,

PT đọc những nội dung và hoạt động của những nội dung phù hợp với trạng thái này

 Vùng thông báo trạng thái PT ( Từ PT đến PLC): Vùng này được sử dụng để

được viết tới vùng này trong PLC Bởi việc đọc dữ liệu từ vùng này trạng thái

PT có thể được kiểm tra

 Vùng điều khiển Window ( Từ PLC đến PT): Vùng này được sử dụng để thông báo và điều khiển trạng thái cửa sổ Vùng điều khiển Window là những vùng

mà tương ứng với 3 cửa sổ Khi dữ liệu được viết tới vùng này trong PLC thì PLC sẽ được đọc những nội dung và thực hiện những nhiệm vụ như chuyển những cửa sổ được hiển thị hoặc di chuyển vị trí của những cửa sổ phù hợp với những nội dung

Khi trạng thái hiển thị cửa sổ thay đổi, sự thay đổi được viết đến vùng này trong PLC Bởi dữ liệu đọc từ vùng này trạng thái cửa sổ có thể được kiểm tra.Nếu chức năng window không được sử dụng, nó không cần thiết được chỉ định đến vùng điều khiển một cửa sổ bên trong PLC

 Vùng dữ liệu đồng hồ ( từ PLC đến PT):

Màn hình điều khiển NT21 không có đồng hồ và thay vào đó là vùng

dữ liệu đồng hồ từ PLC dữ liệu giây, phút, giờ, ngày, tháng, năm và ngày trong tuần được đọc từ PLC vào một vùng dữ liệu đồng hồ

Màn hình điều khiển NT21 cập nhật dữ liệu có tính chu kỳ trong vùng

dữ liệu đồng hồ, lưu trữ trong bảng ghi bộ nhớ chữ số từ 247 đến 253 Khi đang hiển thị thời gian hoặc ngày trên màn hình giao diện điều khiển NT21hoặc khi dùng lịch sử hiển thị màn hình hoặc lịch sử báo động, cho thấy

vùng dữ liệu trong bộ nhớ PLC và chu kỳ cập nhật hóa những nội dung củacác từ được chỉ định trong PLC dùng sơ đồ bậc thang trong PLC Cấu trúc

dữ liệu đồng hồ trong NT21 thì như cấu trúc của những từ đang chứa dữ

liệu đồng hồ trong PLC Nếu những từ này được chỉ định cho vùng dữ liệu đồng hồ thì khi đó chu kỳ cập nhật từ sơ đồ bậc thang là không cần thiết

3.3 Các bộ phận của NT21

- - Sáng màu vàng hoặc đỏ khi

pin yếu ( màu vàng trong chế

độ Run, màu đỏ ở chế độ khác)

Hiển thị màn hình tinh thểlỏng LCD một màu với đènnền, toàn bộ vùng màn hình

là bảng cảm ứng

Đầu nối giao diện mở rộng

Khi dùng một khối giao

diện mở rộng như một khối

bộ nhớ được kết nối ở đây

Hộp chứa nguồn pin

Đầu nối cổng B Nối cáp với PLC tại đây Một Adapter NS-AL002 Link có thể được nối tới cổng này Chỉ có đầu nối cho cổng 9 chân RS-232

Đầu nối cổng A Nơi nối cáp cho PLC và công cụ hỗ trợ NT, một máy đọc mã vạch cũng có thể kết nối ở đây